Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10400.22/6578
Título: Preparação de biofilmes a partir de resíduos da indústria de curtumes
Autor: Neto, Sandra Ferreira de Sousa
Orientador: Freitas, Olga
Rocha, Cristina
Palavras-chave: Queratina
Filmes
Termocompressão
Pelo bovino
Ketarin
Films
Thermocompression
Bovine hair
Data de Defesa: 2013
Resumo: A indústria dos curtumes é uma das indústrias mais antigas e tradicionais de Portugal e é também uma das mais poluentes. Esta indústria produz muitos resíduos sólidos, entre os quais, está o pelo de bovino. A valorização deste resíduo permite reduzir o impacto ambiental e aumentar a eco-eficiência da indústria dos curtumes. O pelo de bovino, rico em queratina, é um bom candidato para a produção de biofilmes. O objetivo deste trabalho foi a valorização de um resíduo de indústria de curtume (pelo de bovino) através da produção de filmes à base de queratina por termocompressão. Foi estudada a melhor formulação e as condições operatórias mais favoráveis com a finalidade de melhorar as propriedades mecânicas dos filmes. O trabalho realizado durante este projeto dividiu-se em 5 partes: preparação do material, caracterização do material, seleção do pré-tratamento, produção de filmes e caracterização dos filmes. Foram produzidos filmes para a seleção do pré-tratamento e para a respetiva caracterização. Os pré-tratamentos testados foram: tratamento com detergente, tratamento com detergente e sulfureto de sódio e, tratamento com detergente e éter de petróleo. O pré-tratamento selecionado foi o tratamento com detergente. Para a produção de filmes para a posterior caracterização, foram escolhidos 4 conjuntos de condições operatórias diferentes: 160 oC – 147 kN – 8 min – 30% glicerol; 160 oC – 147 kN – 12 min – 30% glicerol; 160 oC – 147 kN – 8 min – 40% glicerol; 160 oC – 147 kN – 12 min – 40% glicerol; identificados como Conjuntos A, B, C e D, respetivamente. Na caracterização dos filmes foram analisados vários parâmetros, nomeadamente a espessura, a permeabilidade ao vapor de água ao vapor de água, as isotérmicas de sorção, a cor, a solubilidade e as propriedades mecânicas. Também foram feitas as análises de calorimetria diferencial de varrimento (DSC) e microscopia eletrónica de varrimento (SEM). Concluiu-se que os filmes do conjunto A (160 oC – 147 kN – 8 min – 30% glicerol) tiveram um melhor desempenho apresentando espessuras médias de 0,25 0,02 mm, permeabilidade ao vapor de água ao vapor de água igual a 1,20 x 10-8 6,79 x 10-10 g/(m.s.Pa), solubilidade igual a 27,9 0,4 %, tensão de rutura média igual a 9,23 1,19 N/mm2, deformação na rutura média igual a 1,9 0,2 % e módulo de elasticidade médio igual a 554 26 N/mm2. Verificou-se um bom ajuste do modelo de GAB aos resultados experimentais. A análise DSC indicou uma temperatura de fusão aos 170 ºC para a mistura de pelo e glicerol que não se verificou nos filmes formados e indicou a temperatura de degradação do material por volta dos 240-250 ºC. A análise SEM mostrou que os filmes não estão totalmente fundidos e provou a irregularidade da superfície dos mesmos. Provou-se que é possível a produção de filmes de pelo bovino sendo ainda necessário melhorar o processo de mistura do pelo com o glicerol.
The leather industry is one of the oldest and most traditional industries from Portugal and is also one of the most polluting industries. This industry produces many solid wastes and the bovine hair is one of them. The recovery of this waste can reduce the environmental negative impact and increase the eco efficiency of the leather industry. The bovine hair is rich in keratin and it can be a good material for the biofilm production by thermocompression. The main objective of this master’s degree project was the valorization of bovine hair waste from the leather industry through keratin based film production. Formulation and operational conditions were studied aiming at improving the mechanical properties of the films. The work was divided in 5 parts: material preparation, material characterization, selection of the pre treatment, films production and films characterization. Films were produced for the selection of the pre treatment part and for the films characterization part. The pre-treatments tested were: detergent treatment, treatment with detergent plus sodium sulfide, and treatment with detergent plus petroleum ether. The pre-treatment selected was the detergente treatment. For the films produced to the characterization part 4 sets of different operating conditions were selected: 160 oC – 147 kN – 8 min – 30% glycerol; 160 oC – 147 kN – 12 min – 30% glycerol; 160 oC – 147 kN – 8 min – 40% glycerol; 160 oC – 147 kN – 12 min – 40% glycerol; identified as A, B, C e D. Several parameters were analyzed during the films characterization, including thickness, permeability, sorption isotherms, color, solubility and mechanical properties. The diferential scanning calorimetry (DSC) analysis and the scanning electronic microscopy (SEM) analysis were also made. It was concluded that the films from set A (160 °C - 147 kN - 8 min - 30% glycerol) had better properties, average thickness of 0,25 ± 0,02 mm, permeability equal to 1,20 x 10-8 6,79 x 10-10 g/(m.s.Pa), solubility equal to 27,9 ± 0,4 %, average stress at rupture equal to 9,23 ± 1,19 N/mm2, average elongation at rupture equal to 1,9 0,2 % and average modulus of elasticity equal to 554 ± 26 N/mm2. The GAB model showed a good fit to the experimental results. The DSC analysis showed a fusion temperature around 170 ºC for the bovine hair-glycerol mixture and indicated a degradation temperature around 240-250 ºC. The SEM analysis revealed that the films aren’t totally melted and proved the irregularity of the films surface. It was proved that the bovine hair films production is possible but there is still needed a better mixture process.
URI: http://hdl.handle.net/10400.22/6578
Designação: Mestrado em Engenharia Química
Aparece nas colecções:ISEP - DM – Engenharia Química

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