-
Tipo do ITEM
-
Teses de Doutorado
-
Título da Dissertação ou Tese
-
Estudos de processos de extração e caracterização de fibras do fruto do açaí (euterpe oleracea mart.) Da amazônia para produção de ecopainel de partículas homogêneas de média densidade.
-
Descrição
-
O tecido fibroso do fruto do açaí (Euterpe oleracea Mart.) é descartado cerca de 1.200 t/dia, na Região Metropolitana de Belém (PA) após a produção de suco. Esse resíduo agroindustrial com pouca frequência é utilizado em caldeiras como fonte de cogeração de energia. Visando o aproveitamento da fibra do fruto, o objetivo deste trabalho foi estudar processos de extração das fibras e tratamento por meio da maceração biológica: espontânea e induzida e mercerização química: com NaOH, com e sem autoclave. Para tanto, foi realizada caracterização anatômica, química, física e mecânica das fibras de açaí com o intuito de utilizá-las para o desenvolvimento de novos materiais compósitos alternativos para indústria da construção civil. Para obtenção das fibras foram utilizados processos manuais e mecânicos. Para maceração biológica espontânea foi utilizada a água do Rio Guamá (AG) e a água da Cosanpa (AC) e na condição experimental biológica induzida foi utilizada a raspa da mandioca (MD). As concentrações de água e de raspa de mandioca foram 2%, 4% e 6% em massa. O tratamento químico alcalino foi realizado de duas formas: (1) utilizou-se uma solução alcalina de NAOH com as seguintes concentrações em massa: 0,5%, 1% e 2%; (2) parte das fibras tratadas foram colocadas no autoclave. Para o estudo anatômico o tecido fibroso foi macerado e analisado em microscopia ótica e eletrônica de varredura, para caracterizar os constituintes celulares. Para caracterização mecânica foi realizado o ensaio de tração axial das fibras de açaí, para a obtenção da resistência à tração máxima. Na caracterização química das fibras foram realizadas análises químicas do conteúdo total de lignina, celulose e hemicelulose. Após os tratamentos de maceração biológica e alcalina foram analisados estatisticamente os resultados dos ensaios mecânicos para escolher o melhor tratamento para as fibras que foram usadas na produção ecopainéis de partículas homogêneas aglomeradas com resina poliuretana bicomponente a base de óleo de mamona. Após a fabricação dos ecopainéis com a resina poliuretana foi realizada a caracterização físico-mecânica e microestrutural que compreendeu a determinação das propriedades físicas: densidade aparente-(Dap), inchamento em espessura (IE) e absorção de água (Abs); e propriedades mecânicas: módulo de elasticidade (MOE), módulo de ruptura (MOR), resistência à adesão interna (RAI) e arrancamento de parafuso na superfície (RAsup) e no topo (RAtop). Os resultados das caraterização das fibras indicaram a grande quantidade de esclereídes e fibrotraqueídes constituídos de numerosos apêndices presentes nas superfícies das fibras celulósicas (feixes vasculares) os quais são responsáveis pela resistência mecânica das fibras. As fibras apresentaram 30% de lignina, 44 %- 46% de celulose e 18% -20% de hemicelulose. As fibras do processo de mercerização alcalina NaOH com 0,5% em massa e autoclave foi selecionada para a fabricação dos ecopainéis. Os resultados das propriedades físicas, apresentaram ecopainéis de partículas homogêneas classificados como de média densidade na faixa de 713 a 745 kg/m3.. Os valores médios dos ecopainéis com fibras tratadas de inchamento em espessura foram em média 36% e 40% inferiores, após 2 e 24 h, respectivamente, dos ecopainéis com as fibra não tratadas. As mesmas reduções de 35% e 17% nos valores de absorção de água, após 2 h e 24 h, respectivamente, foram observadas. As propriedades mecânicas dos ecopainéis com fibras tratadas apresentaram valores superiores em 31% no MOR, 89% no RAI e 54% no RAtop, comparado com os ecopainéis referência (fibras sem tratamento). Tais resultados sugerem a potencialidade da fibra do açaí, com tratamento alcalino e submetido a autoclave, como matéria prima na produção de ecopainéis homogêneos particulados de media densidade (MDP) para uso comercial na indústria da construção civil e moveleira.
Palavras chaves: Fibras lignocelulósicas, fibras vegetais, compósitos, resina de óleo de mamona, maceração biológica, mercerização química.
-
Abstract
-
O tecido fibroso do fruto do açaí (Euterpe oleracea Mart.) é descartado cerca de 1.200 t/dia, na Região Metropolitana de Belém (PA) após a produção de suco. Esse resíduo agroindustrial com pouca frequência é utilizado em caldeiras como fonte de cogeração de energia. Visando o aproveitamento da fibra do fruto, o objetivo deste trabalho foi estudar processos de extração das fibras e tratamento por meio da maceração biológica: espontânea e induzida e mercerização química: com NaOH, com e sem autoclave. Para tanto, foi realizada caracterização anatômica, química, física e mecânica das fibras de açaí com o intuito de utilizá-las para o desenvolvimento de novos materiais compósitos alternativos para indústria da construção civil. Para obtenção das fibras foram utilizados processos manuais e mecânicos. Para maceração biológica espontânea foi utilizada a água do Rio Guamá (AG) e a água da Cosanpa (AC) e na condição experimental biológica induzida foi utilizada a raspa da mandioca (MD). As concentrações de água e de raspa de mandioca foram 2%, 4% e 6% em massa. O tratamento químico alcalino foi realizado de duas formas: (1) utilizou-se uma solução alcalina de NAOH com as seguintes concentrações em massa: 0,5%, 1% e 2%; (2) parte das fibras tratadas foram colocadas no autoclave. Para o estudo anatômico o tecido fibroso foi macerado e analisado em microscopia ótica e eletrônica de varredura, para caracterizar os constituintes celulares. Para caracterização mecânica foi realizado o ensaio de tração axial das fibras de açaí, para a obtenção da resistência à tração máxima. Na caracterização química das fibras foram realizadas análises químicas do conteúdo total de lignina, celulose e hemicelulose. Após os tratamentos de maceração biológica e alcalina foram analisados estatisticamente os resultados dos ensaios mecânicos para escolher o melhor tratamento para as fibras que foram usadas na produção ecopainéis de partículas homogêneas aglomeradas com resina poliuretana bicomponente a base de óleo de mamona. Após a fabricação dos ecopainéis com a resina poliuretana foi realizada a caracterização físico-mecânica e microestrutural que compreendeu a determinação das propriedades físicas: densidade aparente-(Dap), inchamento em espessura (IE) e absorção de água (Abs); e propriedades mecânicas: módulo de elasticidade (MOE), módulo de ruptura (MOR), resistência à adesão interna (RAI) e arrancamento de parafuso na superfície (RAsup) e no topo (RAtop). Os resultados das caraterização das fibras indicaram a grande quantidade de esclereídes e fibrotraqueídes constituídos de numerosos apêndices presentes nas superfícies das fibras celulósicas (feixes vasculares) os quais são responsáveis pela resistência mecânica das fibras. As fibras apresentaram 30% de lignina, 44 %- 46% de celulose e 18% -20% de hemicelulose. As fibras do processo de mercerização alcalina NaOH com 0,5% em massa e autoclave foi selecionada para a fabricação dos ecopainéis. Os resultados das propriedades físicas, apresentaram ecopainéis de partículas homogêneas classificados como de média densidade na faixa de 713 a 745 kg/m3.. Os valores médios dos ecopainéis com fibras tratadas de inchamento em espessura foram em média 36% e 40% inferiores, após 2 e 24 h, respectivamente, dos ecopainéis com as fibra não tratadas. As mesmas reduções de 35% e 17% nos valores de absorção de água, após 2 h e 24 h, respectivamente, foram observadas. As propriedades mecânicas dos ecopainéis com fibras tratadas apresentaram valores superiores em 31% no MOR, 89% no RAI e 54% no RAtop, comparado com os ecopainéis referência (fibras sem tratamento). Tais resultados sugerem a potencialidade da fibra do açaí, com tratamento alcalino e submetido a autoclave, como matéria prima na produção de ecopainéis homogêneos particulados de media densidade (MDP) para uso comercial na indústria da construção civil e moveleira.
Palavras chaves: Fibras lignocelulósicas, fibras vegetais, compósitos, resina de óleo de mamona, maceração biológica, mercerização química.
-
Língua do arquivo
-
português
-
Data da Defesa
-
2013
-
Palavra-chave
-
Fibras lignocelulósicas
-
fibras vegetais
-
compósitos
-
resina de óleo de mamona
-
maceração biológica
-
mercerização química
-
Autor
-
ANTONIO DE LIMA MESQUITA
-
Orientador
-
Lênio José Guerreiro de Faria
-
Local
-
UFPA - Belem, 2013
