Produção e caracterização de filmes de amido-glicerol-fibras de celulose elaborados por tape-casting

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2013.A vantagem em elaborar filmes com polímeros naturais, ao invés de utilizar polímeros sintéticos, é que os primeiros são totalmente biodegradáveis e são derivados de materiais renováveis. Sendo assim, a utilização dos polímeros naturais é vista como uma solução inovadora e ecológica. Os filmes de amido vêm sendo intensamente investigados, pois são considerados como um dos candidatos mais promissores para essa substituição parcial dos polímeros sintéticos, principalmente porque aliam manejo do ciclo de carbono com disponibilidade e preço baixo. No entanto, dada a natureza hidrofílica do amido, os materiais produzidos apresentam alta permeabilidade ao vapor de água e propriedades mecânicas pobres, quando comparados com os materiais sintéticos. Uma opção para a melhoria dessas propriedades tem sido a incorporação de outros materiais aos filmes, como por exemplo, fibras de celulose. Atualmente, as embalagens podem ser fabricadas por diversos processos. A extrusão é o processo mais utilizado para desenvolver filmes derivados do petróleo. No entanto, esse processo quando aplicado em filmes biodegradáveis pode resultar em problemas de degradação da matriz. Neste contexto, o estudo de novos métodos para produção em larga escala para filmes biodegradáveis são interessantes. O método de tape-casting, geralmente, é utilizado para a fabricação de cerâmicas e também na indústria de celulose. Sendo assim, o objetivo desse trabalho foi aumentar a escala de produção por casting de filmes biodegradáveis de amido reforçados com fibras de celulose através da técnica de tape-casting. O trabalho foi dividido em quatro etapas. A primeira parte do trabalho consistiu em encontrar as composições de filmes que melhor se adaptam ao espalhamento por tape-casting. Na segunda, terceira e quarta partes o foco foi investigar as condições de secagem dos materiais. Sendo na segunda parte do trabalho a secagem realizada por convecção. Na terceira a secagem condutiva. Por final na quarta etapa a secagem foi realizada por radiação infravermelha, condução e os dois métodos combinados. O foco da quarta parte do trabalho foi também analisar a influência da água nos filmes de amido-glicerol-fibras, para isso, foram avaliadas as propriedades térmicas, mecânicas e estruturais dos filmes condicionados em diferentes umidades relativas. Resultados encontrados sobre a caracterização das supensões e dos filmes formados mostraram que a aplicação de tape-casting para obter filmes de amido-glicerol-fibras é uma boa opção para aumento de escala de produção de filmes biodegradáveis. Foram encontradas faixas de temperatura queproporcionaram menor tempo de secagem sem danos mecânicos e estruturais aos filmes: na condução até 60 °C de aquecimento do suporte, na convecção até 70 °C no ar de secagem (convecção) e na radiação por infravermelho. As propriedades mecânicas dos filmes foram ligeiramente modificadas pelas técnicas de secagem aplicadas como observado na cristalinidade dos filmes. Abstract : Films made from natural polymers are considered as an environmentally friendly solution to waste accumulation originated from the disposal of non-degradable materials. Natural polymers are advantageous comparing to synthetic polymers mainly by their complete biodegradability and because they are originating from renewable sources. One of the most promising candidates is the starch film. It has been intensively investigated since it presents availability and low price. Meanwhile, when compared with synthetic materials, films produced with starch have high water vapor permeability and poor mechanical properties, mainly due to the hydrophilic quality of this raw material. As an option to improve these properties, others materials have been incorporated in the films, such as cellulose fibers. Extrusion process is usually employed to petroleum derived films. However, this process can degrade the natural polymers. The studies of new methods for production in large scale of biodegradable films are interesting. In this context, the aim of this work was to study the tape-casting technique as an alternative method to produce starch films reinforced with cellulose fibers and plasticized by glycerol. Tape-casting is often used in ceramics and pulp industries. The present work is divided into four steps. The first one was to find the film composition that allowed the spreading of starch suspension by tape-casting. It was investigated the materials drying conditions in the second, third and fourth stages: convective; conductive; and infrared radiation drying, respectively. Combined conductive and infrared radiation drying was also investigated. Thermal, mechanical and structural properties of films dried by conductive and by infrared radiation methods were determined, as well the influence of film water content in these same properties. Results showed that tape-casting is a good choice for scale-up production of biodegradable starch-glycerol-cellulose films. There are temperature ranges that provide drying without film damage: till 60 ºC to conductive heated plate and till 70 ºC to air in the convective drying. Mechanical properties of the films were slightly modified by the drying techniques applied

Propriedades de filmes de amido incorporados de nanoargilas e fibras de celulose

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos.Os materiais obtidos de polímeros biodegradáveis podem ser uma alternativa para a redução do impacto ambiental provocado pelos polímeros derivados do petróleo. Amidos de diferentes origens têm sido considerados como uma matéria-prima com viabilidade técnica e econômica para o desenvolvimento de filmes biodegradáveis. Além disso, trata-se de material de fonte renovável, que permite a aplicação de políticas ambientais de manejo do ciclo de carbono. Filmes a base de amido não resistem aos esforços mecânicos associados às manipulações realizadas com a maioria das embalagens comerciais e possuem alta permeabilidade ao vapor de água. A incorporação de nanoargilas e fibras de celulose têm sido apresentadas como alternativa de reforço e melhoria das propriedades desses filmes. O objetivo deste trabalho foi investigar a influência da incorporação de nanoargila hidrofílica e de fibras de celulose nas propriedades de filmes de amido e glicerol. O trabalho foi realizado em duas etapas Na primeira estudaram-se diferentes formulações e processos de incorporação de nanoargilas em filmes de amido, e avaliação das propriedades mecânicas e da permeabilidade ao vapor de água dos mesmos. Na segunda etapa avaliou-se a influência da adição de fibras de celulose e nanoargilas aos filmes de amido. Assim, foram preparados filmes de amido, filmes-compósitos amido-nanoargila e filmes-compósitos amido-nanoargila-fibras. Foram obtidos filmes-compósitos amido-nanoargila com permeabilidade ao vapor de água 50% inferiores aos valores encontrados para filmes de amido. Além disso, esses filmes-compósitos foram cerca de 7 vezes mais rígidos que os filmes de amido. O valor característico da tensão de ruptura dos compósitos não diferiu do valor encontrado para os filmes de amido. A adição de fibras e nanoargila elevou a tensão de ruptura dos filmes em 8,5 vezes e o módulo de Young (rigidez) em 24 vezes, mas reduziu a capacidade de alongamento dos mesmos em 14 vezes. Os difratogramas dos compósitos indicaram que ocorreu intercalação das lamelas de argila na matriz polimérica. As propriedades de barreira ao vapor de água dos filmes foram menores que os valores determinados para filmes de amido e aumentaram com umidade relativa do ar. Os resultados encontrados indicam que a adição de fibras e nanoargilas a filmes de amido é uma alternativa viável para reforçar mecanicamente esses filmes e reduzir a permeabilidade ao vapor de água através dos mesmos. Materials prepared from biodegradable polymers can be an alternative for reducing the environmental problems provoked by petroleum derived polymers used to produce packages. Starches from different sources have been considered as a technically viable raw material for producing biodegradable films at low cost. Moreover, starches are from renewable sources, which allow applying environmental politics for controlling the carbon cycle. Starch based films dot not resist to the mechanical stress they are submitted when used in commercial packages, and have high water vapor permeability (WVP). Incorporation of nanoclay and cellulose fibers have been reported as a viable alternative for reinforcing these films. The objective of this work was to investigate the influence of the incorporation of nanoclay and cellulose fibers on the properties of starch bases films. The work was performed in two steps. In the first step, films were prepared with different formulations and different processes of nanoclays incorporation their mechanical properties and WVP were determined. In the second step, the addition of nanoclay and cellulose fibers was investigated. For that, starch films, starch-nanoclay films and starch-nanoclay-cellulose fibers composites-films were prepared. The starch-nanoclay composites-films showed WVP one-fold lower that the values found for starch films. These composites were seven-fold more rigid than starch films, but with the same tensile strength of starch films, indicating that the added nanoclay did not reinforce the starch films. On the other hand, the incorporation of fibers and nanoclay increased the films tensile strength in 8.5 times and their rigidity (Young modulus) in 14 times. The composites diffractograms indicated intercalation between the clay lamellas and the starch chains. The WVP of composites-films were lower than the values found for starch films, and increased with the air relative humidity. The results reported in this work indicate that the incorporation of nanoclay and fibers to starch films is a viable alternative for reinforcing mechanically these films, and for reducing their WVP

Espalhamento e secagem de filme de amido‑glicerol‑fibra preparado por “tape‑casting”

The objective of this work was to evaluate spreading and drying processes of starch‑glycerol‑cellulose fiber film prepared by tape‑casting. Suspension spreading was evaluated at 50, 150 and 250 cm min‑1, followed by drying in a forced‑air oven at 40 or at 70ºC; suspension spreading was also evaluated at 150 cm min‑1, followed by film drying on the tape‑casting support at 22ºC and 60% relative humidity, at air‑drying velocity of 4, 6, and 8 m s‑1 in the drying tunnel. Rheological tests showed that suspension spreading at temperatures below 50°C had the modulus of elasticity superior to the modulus of viscosity, in all oscillation frequency spectrum. Micrographs showed films dried at 40 and 70ºC without defects and whose mechanical properties showed no differences. Spreading speed and air‑drying velocities did not change the drying time and film properties. The drying time can be reduced to approximately two hours, which is important to the scale‑up of film production.O objetivo deste trabalho foi avaliar processos de espalhamento e secagem de filme de amido‑glicerol‑fibras de celulose, preparado por “tape‑casting”. O espalhamento da suspensão foi avaliado a 50, 150 e 250 cm min‑1, seguido de secagem em estufa com circulação forçada de ar, a 40 ou 70ºC; avaliou-se também o espalhamento da suspensão a 150 cm min‑1, seguido da secagem do filme sobre suporte de “tape‑casting” a 22ºC e 60% de umidade relativa, com velocidades do ar de 4, 6 e 8 m s‑1 no túnel de secagem. Ensaios reológicos mostraram que o espalhamento das suspensões a temperaturas inferiores a 50ºC apresentou módulo de elasticidade superior ao módulo viscoso, em todo o espectro de frequências de oscilação. As microscopias mostraram filmes secos a 40 e 70ºC sem defeitos de formação, e cujas propriedades mecânicas não diferiam. A velocidade de espalhamento e a do ar não modificam o tempo de secagem nem as propriedades dos filmes. O tempo de secagem pode ser reduzido para aproximadamente duas horas, o que é importante para a produção dos filmes em larga escala

Additivity of nn-Multiplicative Mappings of Gamma Rings

In this paper, we address the additivity of $n$-multiplicative isomorphisms and $n$-multiplicative derivations on Gamma rings. We proved that, if \M is a $\Gamma$-ring satisfying the some conditions, then any $n$-multiplicative isomorphism $\left(\varphi, \phi\right)$ of \M onto an arbitrary gamma ring is additive.Comment: 10 page

Scale-up of the production of soy (Glycine max L.) protein films using tape casting: formulation of film-forming suspension and drying conditions

The processing variables used to produce biopolymer films may have great influence on the material's properties and production time. The aim of this work was to determine i) a suitable formulation (concentration and rheological properties) for tape casting processing of soy protein suspensions ii) the effects of the drying method (heat conduction, C; and infrared radiation, IR) and temperature (40, 50 and 60 °C) on the drying kinetics and physical properties of resulting films. A soy protein isolate (SPI) concentration over 10.5% w/v was required for proper tape casting processing. Conduction drying at 60 °C (C60) and IR60 showed short drying times and similar drying kinetics. However, drying by IR60 yielded films having poor mechanical properties. Raising the drying temperature increased film's tensile strength, Young's modulus, glass transition temperature (Tg), and heat seal strength. The results of this study demonstrated that it is possible to produce soy protein films at large scale by tape casting. The influence of the processing method and drying conditions on soy protein film properties are discussed.Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de AlimentosLaboratorio de Investigación en Productos Agroindustriale

NA MARGEM E À MARGEM: ARQUEOLOGIA AMAZÔNICA EM TERRITÓRIOS TRADICIONALMENTE OCUPADOS

The article describes archaeological surveys carried out in traditionally occupied territories in Amazonia, in which the territorial knowledge of current inhabitants constitutes a key factor in access to sites. In writing about the archaeology along the banks of three of the Amazonia’s main rivers (Tapajós, Madeira and Solimões), we hope to explore the varied relations between these communities and the archaeological resources of their territories, challenging rigid conceptions on archaeological heritage. We propose that archaeologists seek to become partners of the traditional communities who provide them with invaluable contributions.Keywords: Amazonian archaeology, archaeological survey, traditional communities, Tapajós, Madeira, and Solimões rivers, Lake of TeféEste artigo descreve o levantamento de sítios arqueológicos em territórios tradicionalmente ocupados na Amazônia. O que é imprescindível para o nosso acesso aos locais é o conhecimento territorial dos ocupantes. Ao relatar o processo de desenvolvimento de pesquisas arqueológicas nas margens de três dos principais rios da Amazônia (Tapajós, Madeira e Solimões), pretendemos explorar as variadas relações existentes entre as comunidades tradicionais e os recursos arqueológicos existentes em seus territórios, desafiando conceitos estanques do significado de patrimônio. Propomos que arqueólogos busquem ser parceiros das comunidades tradicionais, as quais têm contribuições inestimáveis para a geração do conhecimento. Palavras-chave: Arqueologia na Amazônia, prospecção arqueológica, comunidades tradicionais, rios Tapajós, Madeira e Solimões, Lago Tefé

Soil carbon and fertility attributes in response to surface liming under no‑tillage

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação de calagem superficial sobre o conteúdo de carbono orgânico total (COT) do solo, em plantio direto, e identificar a relação entre esse conteúdo e outros atributos de fertilidade. O experimento foi realizado em Latossolo Vermelho de textura média, em Ponta Grossa, PR. Os tratamentos consistiram da aplicação de calcário dolomítico na superfície do solo, nas doses 0 e 6 Mg ha‑1, em 1993, e da reaplicação de 0 e 3 Mg ha‑1, em 2000, nas parcelas com e sem calcário. O solo foi coletado em 2008, e foram analisados os conteúdos de COT e os atributos de fertilidade. A calagem produziu aumento do conteúdo de COT e da saturação por bases, e diminuição da saturação por alumínio. O conteúdo de COT apresentou relação linear com a capacidade de troca catiônica (CTC) efetiva e correlação com os teores de P e K. A CTC potencial apresentou correlação com o COT, e a CTC efetiva com o pH. A calagem superficial em sistema plantio direto, em longo período, proporciona aumento no conteúdo de COT e de N total.The objective of this work was to evaluate the effect of surface liming on the content of total organic carbon (TOC) of a soil under no‑tillage, and to identify the relationship between that content and other fertility attributes. The experiment was carried out on a medium‑textured Oxisol in Ponta Grossa, PR, Brazil. The treatments consisted of the application of 0 and 6 Mg ha‑1 of dolomitic lime on soil surface in 1993 and of the reapplication of 0 and 3 Mg ha‑1 in 2000, on plots with or without lime. The soil was collected in 2008, and the TOC content and fertility attributes were evaluated. Liming increased TOC content and base saturation, and decreased aluminium saturation. TOC content showed a linear relation with the effective cation exchange capacity and correlation with the levels of P and K. The potential CEC showed correlation with TOC, and the effective CEC with pH. Liming under no‑tillage, for a long period of time, increases TOC and total N contents

A reduction in CD90 (THY-1) expression results in increased differentiation of mesenchymal stromal cells

Background: Mesenchymal stromal cells (MSCs) are multipotent progenitor cells used in several cell therapies. MSCs are characterized by the expression of CD73, CD90, and CD105 cell markers, and the absence of CD34, CD45, CD11a, CD19, and HLA-DR cell markers. CD90 is a glycoprotein present in the MSC membranes and also in adult cells and cancer stem cells. The role of CD90 in MSCs remains unknown. Here, we sought to analyse the role that CD90 plays in the characteristic properties of in vitro expanded human MSCs. Methods: We investigated the function of CD90 with regard to morphology, proliferation rate, suppression of T-cell proliferation, and osteogenic/adipogenic differentiation of MSCs by reducing the expression of this marker using CD90-target small hairpin RNA lentiviral vectors. Results: The present study shows that a reduction in CD90 expression enhances the osteogenic and adipogenic differentiation of MSCs in vitro and, unexpectedly, causes a decrease in CD44 and CD166 expression. Conclusion: Our study suggests that CD90 controls the differentiation of MSCs by acting as an obstacle in the pathway of differentiation commitment. This may be overcome in the presence of the correct differentiation stimuli, supporting the idea that CD90 level manipulation may lead to more efficient differentiation rates in vitro

Perfil epidemiológico da hanseníase em menores de quinze anos, em município hiperendêmico da região Norte do Brasil / Epidemiological profile of leprosy in children under fifteen years old, in a hyperendemic municipality in the northern region of Brazil

A hanseníase é uma doença de caráter crônico-contagiosa e que tem como seu agente etiológico o Mycobacterium leprae. Possui a capacidade de gerar lesões em graus incapacitantes, impossibilitando as atividades laborais e comprometendo também as relações sociais, uma vez que o estigma da doença ainda é presente. Tendo em vista a escassez de estudos em Marabá, o presente estudo se faz necessário para melhor compreensão do atual cenário, por isso buscou-se traçar o perfil epidemiológico da hanseníase em menores de 15 anos no município de Marabá-PA, no período de 2010 a 2019. Trata-se de um estudo transversal, com abordagem quantitativa e caráter descritivo. Foram coletados os dados no Departamento de Atenção Primária: Coordenação de tuberculose e hanseníase da Secretaria Municipal de Saúde de Marabá-PA, bem como da plataforma online DATASUS. Os dados foram tabulados e expressos através de análise estatística descritiva. Foi observado hiperendemicidade em todos os anos estudados, sendo o maior valor encontrado no ano de 2013 (53,0), seguido pelos anos de 2014 e 2015. O coeficiente de detecção sempre se manteve acima dos observados no Estado do Pará, região Norte e Brasil, com grandes quedas nos anos de 2012 e 2016. No que concerne ao sexo, o gênero feminino prevaleceu discretamente com 125 casos (51,8%), contra 116 (48,1%) do gênero masculino. Com relação à faixa etária, o grupo de 10 a 14 anos representou o maior percentual em todos os anos estudados, com um total de 169 casos (70,1%). A classificação paucibacilar predominou com 132 casos (57,4%). Quando analisado a forma clínica notificada, notou-se que a mais prevalente foi a indeterminada que correspondeu a 44,8%. No que se refere à avaliação de incapacidade notificada, constatou-se que o grau 0 permaneceu sendo o mais prevalente em todos os anos. Das 241 notificações, 91 foram apenas do centro de saúde Liberdade, o que representa 37,7% do total. Nota-se números ainda alarmantes e que refletem o grau de dificuldade e complexidade para a erradicação da doença. Desse modo, o conhecimento do atual cenário da hanseníase é de suma importância para planejamento de estratégias de combate multimodal