Development and characterization of sodium alginate active films using calcium benzoate as cross-linking agent

Orientador: Theo Guenter KieckbuschDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuimicaResumo: Filmes biodegradáveis são produzidos a partir de polímeros naturais, principalmente polissacarídeos e proteínas, e tem potencial aplicação na área médica, farmacêutica e alimentícia. A incorporação de agentes ativos pode ampliar suas funções como embalagens antimicrobianas, por exemplo. Filmes foram confeccionados à base de alginato de sódio usando cloreto de cálcio como agente reticulante e glicerol como plastificante. O uso de benzoato de cálcio foi investigado como agente ativo (íons benzoato) e como auxiliar na reticulação (íons cálcio). Devido ao alto poder gelificante do Ca++, confeccionou-se, inicialmente, um filme de baixa reticulação a partir de soluções filmogênicas contendo até 0,54% de Ca++ (1º estágio). Esse filme sofreu uma reticulação complementar com excesso de Ca++ (2º estágio). Dentre os vários procedimentos avaliados (contato do filme com tecido e/ou esponja umidecidas, pincel ou rolo de pintura e imersão do filme em solução reticuladora), a simples imersão em solução contendo de 3 a 7% de CaCl2 no 2º estágio produziu filmes com alto grau de reticulação. O aumento da concentração de glicerol nessa solução melhora a manuseabilidade e plasticidade dos filmes, porém aumenta a solubilidade em água e o conteúdo de umidade dos mesmos e um adequado compromisso foi obtido usando 5% desse plastificante. Ensaios nos quais o CaCl2 foi substituído, total ou parcialmente, por benzoato de cálcio indicou que o mesmo não pode ser usado na solução do 2º estágio por favorecer a precipitação de cristais sobre o filme. Filmes ativos de 0,06 mm de espessura, pré-reticulados apenas com benzoato de cálcio e 0,7% de glicerol na solução do 1º estágio e imersos por 30 minutos em banho contendo 3% de CaCl2 e 5% de glicerol no 2º estágio, apresentaram baixa solubilidade em água (até 20% da matéria seca). Estes filmes têm baixo grau de intumescimento (< 50% da massa inicial), boa resistência mecânica à tração, mas baixa elasticidade. A permeabilidade ao vapor de água é moderada e os valores encontrados são típicos de biofilmes hidrofílicos. Ensaios de liberação de benzoato utilizando água como sorvedouro, apresentaram bom ajuste as soluções da 2ª Lei de Fick, com valores de difusividade efetiva do benzoato variando de 3 a 5.10-7 cm2/s. Os valores de difusividade diminuiram com o aumento da reticulação e aumentaram com o aumento da concentração de benzoato no filmeAbstract: Biodegradable films are produced from natural polymers, structurized mainly by polysaccharides or proteins, and have potential applications in the medical, pharmaceutical or food area. The incorporation of active agents can extend their application as antimicotic packaging, for instance. Films were manufactured with sodium alginate, using calcium chloride as cross-linking agent and glycerol as plasticizer. The use of calcium benzoate as active agent (benzoate ions) and as crosslinking agent (calcium ions) was investigated. Due to the strong gelling power of Ca++ ions, impeding smooth casting procedures, films with low reticulation are initially manufactured, using less than 0.54% Ca++ in the filmogenic solutions (1st stage). These films are further crosslinked with an excess of Ca++ by immersion in a solution of 3% to 7% of CaCl2 (2nd stage). Increasing the glycerol concentration in this solution improves the handling and plasticity of the films but increase water solubility and moisture content and an adequate compromise was obtained using 5% plasticizer. Tests conducted with partial or total substitution of CaCl2 by calcium benzoate indicated that the later could not be used in the 2nd stage solution since it promoted crystals precipitation on film surface. Active films, 0.06mm thick, pre-reticulated with calcium benzoate only and with 0.7% glycerol in the solution of the 1st stage, immersed for 30 minutes in a 3% CaCl2 and 5% glycerol solution (2nd stage) had around 17% moisture content and low water solubility (up to 20% of total dry mass). These films show low swelling degree (<50% of initial mass), good tension strength but low elongation ability. The water vapor permeability is moderate, typical of highly hydrophilic films. Benzoate liberation tests, using pure water as sink, presented good fit to solutions of Fick¿s 2nd law and effective diffusivities found varied from 4.2 to 6.3 × 10-7 cm2/s. The diffusivity values decreased with the degree of reticulation and increase with benzoate concentration in the filmMestradoEngenharia de ProcessosMestre em Engenharia Químic

Propriedades termofísicas da carne branca de frango: efeito da temperatura e do conteúdo de umidade

O Estado do Paraná vem consolidando-se como o maior produtor e exportador da carne de frango no Brasil. As propriedades termofísicas, entre as quais a condutividade térmica, a difusividade térmica e a massa específica, são parâmetros importantes a ser considerados em projetos e operações que envolvam processamento térmico, como pasteurização, esterilização e cocção, e sistemas de refrigeração e congelamento. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi investigar estas propriedades termofísicas - condutividade térmica, difusividade térmica e massa específica - da carne do peito de frango, em função da umidade e da temperatura. A condutividade térmica foi avaliada pelo método da sonda linear com geração interna de calor; a difusividade térmica baseou-se no método de Dickerson, e a massa específica foi quantificada por picnometria. As três propriedades foram bastante afetadas pelo conteúdo de umidade, com um aumento nos valores da condutividade e difusividade térmica em teores de umidade mais altos, enquanto a massa específica teve um resultado inverso, com amostras mais densas à medida que o teor de umidade era reduzido. O efeito da temperatura conduziu a um aumento nos valores da difusividade e da condutividade térmica; porém, para a massa específica, de um modo geral, promoveu seu abaixamento

Sericin as compatibilizer in starch/ polyester blown films

Abstract This study investigated the effects of low concentrations of sericin (≤ 1.5 wt%) in starch- poly(butylene-adipate-co-terephthalate) (PBAT) films. The films were produced by blown extrusion and mechanical, barrier and structural properties were determined. Films containing 1.0 and 1.5 wt% sericin showed higher tensile strength (6.41 and 6.59 MPa) and Young's modulus (90.88 and 132.71 MPa) compared with film without sericin (4.76 MPa and 18.64 MPa). When 0.5 wt% of sericin was used, the elongation was reduced by 62%. The addition of sericin in a concentration of 1.5% (w/w) decreased the water vapor permeability of films from 7.55 to 5.94 g (m s Pa)-1, likely due to the formation of a more homogeneous and compact matrix. Based on these results, a mechanism of action is proposed, whereby sericin acts at the interface of the polymers (starch and PBAT), reducing the interfacial tension and enhancing compatibility