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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Produção de embalagens biodegradáveis usando biocompósito de matriz polimérica e reforçadas com fibras lignocelulósicas de resíduos vegetais
Autor(es): Pery, João Edilson Joaquim
Primeiro Orientador: Matsinhe, Jonas Valente
Resumo: O crescimento populacional global tem aumentado significativamente a produção de resíduos sólidos urbanos. Em países de baixa renda, como Moçambique, aproximadamente 56% dos resíduos são compostos por alimentos e vegetais, causando danos ambientais quando descartados inadequadamente. O uso de plásticos de uso único, como o EPS (poliestireno expandido), comumente usado em embalagens de fast food, agrava ainda mais a poluição devido à baixa biodegradabilidade. Diante deste contexto, a valorização de resíduos fibrosos vegetais para embalagens biodegradáveis surge como uma alternativa promissora. Este estudo teve como objectivo produzir embalagens biodegradáveis usando biocompósito de amido de mandioca reforçadas por fibras lignocelulósicas de bagaço de cana-de- açúcar, palha de milho e capim-elefante. Inicialmente, os biocompósitos foram produzidos em forma de placas em diferentes geometrias pelo processo de moldagem manual, depois avaliados para selecção dos mais próximos ao EPS com base nas suas propriedades com formulações de controle contendo amido de mandioca e bagaço de cana-de- açúcar, e posteriormente incorporando de 10% a 30% das outras fibras. Os biocompósitos apresentaram densidades entre 0,263 e 0,320 g/cm3 e coloração amarelada. As micrografias ópticas mostraram boa distribuição das fibras nas formulações com palha de milho, enquanto as com capim-elefante apresentaram distribuição inferior devido à incompatibilidade com o amido e o bagaço de cana-de- açúcar. Todos os biocompósitos exibiram maior absorção de água em comparação ao EPS, especialmente os que continham capim-elefante. A adição de fibras de bagaço de cana e palha de milho trouxeram rigidez e integridade à matriz do amido. Devido aos altos níveis de NO2 (aproximadamente 2,5 ppm) emitidos, sugere-se a compostagem dos resíduos desses biocompósitos, valorizando o nitrogénio para a produção de biofertilizantes. Os protótipos das embalagens foram feitos com amido, bagaço de cana- de-açúcar e palha de milho por estes terem apresentado propriedades próximas ao EPS. Os resultados mostraram que as fibras lignocelulósicas de resíduos vegetais apresentam um grande potencial para serem utilizados na produção de embalagens biodegradáveis.
Abstract: Global population growth has significantly increased the production of urban solid waste. In low-income countries like Mozambique, around 56% of waste consists of food and vegetable matter, causing environmental harm when improperly disposed of. The use of single-use plastics, such as expanded polystyrene (EPS), commonly used in fast food packaging, further exacerbates pollution due to its low biodegradability. In this context, the valorization of fibrous plant waste for biodegradable packaging emerges as a promising alternative. This study aimed to produce biodegradable packaging using cassava starch-based biocomposites reinforced with lignocellulosic fibers from sugarcane bagasse, corn straw, and elephant grass. Initially, the biocomposites were produced in sheet form with different geometries through manual molding. They were then evaluated to select those with properties closest to EPS, based on formulations of cassava starch and sugarcane bagasse, subsequently incorporating 10% to 30% of the other fibers. The biocomposites exhibited densities between 0.263 and 0.320 g/cm3 and a yellowish coloration. Optical micrographs showed good fiber distribution in the corn straw formulations, while those with elephant grass showed less uniform distribution due to incompatibility with starch and sugarcane bagasse. All biocomposites demonstrated higher water absorption compared to EPS, especially those containing elephant grass. The addition of sugarcane bagasse and corn straw fibers provided rigidity and structural integrity to the starch matrix. Due to the high NO2 emission levels (approximately 2.5 ppm), composting of these biocomposite residues is recommended to utilize nitrogen in biofertilizer production. Packaging prototypes were made with starch, sugarcane bagasse, and corn straw, as they displayed properties most similar to EPS. The results indicate that lignocellulosic plant waste fibers hold substantial potential for use in biodegradable packaging production.
Palavras-chave: Produção de embalagens biodegradáveis
Resíduos sólidos
Poliestireno expandido
Plásticos de Moçambique
CNPq: Engenharias
Engenharia Química
Idioma: por
País: Moçambique
Editor: Universidade Eduardo Mondlane
Sigla da Instituição: UEM
metadata.dc.publisher.department: Faculdade de Engenharia
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://monografias.uem.mz/handle/123456789/4520
Data do documento: 2-Set-2024
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