Secagem de PHB - polímero biodegradável obtido da cana-de-açúcar - em leito fluidizado pulsado rotativo com aplicação de micro-ondas

Autor(es)

Gabriela Silveira da Rosa

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Química
• Data de defesa: 2012-11-23

Membros da banca

Sandra Cristina dos Santos Rocha; Michele Nehemy Berteli; Melissa Gurgel Adeodato Vieira; Nádia Rosa Pereira; Marcello Nitz da Costa

• Orientador: Antonio Marsaioli Junior; Sandra Cristina dos Santos Rocha

Resumo

O Poli-hidroxibutirato (PHB) é um dos homopolímeros mais bem caracterizados da família dos poli-hidroxialcanoatos, que são reconhecidos pela sua biodegradabilidade e biocompatibilidade. Em função de ser biodegradável e da possibilidade de produção integrada à cadeia de açúcar e álcool, o PHB tem despertado interesse tecnológico, científico e comercial. A secagem é uma etapa importante na produção do PHB, já que conteúdos de umidade acima da especificação podem influenciar a qualidade do produto e principalmente seu pós-processamento. Este projeto teve como objetivo o estudo da secagem do PHB em leito fluidizado pulsado rotativo (LFPR) com aplicação de micro-ondas. As técnicas de planejamento experimental e análise estatística dos resultados foram empregadas para analisar a influência da temperatura do ar de secagem e da potência de micro-ondas aplicada no conteúdo final de umidade do PHB para 90 min de processo. Foram desenvolvidos dois planejamentos experimentais, sendo que para o planejamento 1, a radiação de micro-ondas foi aplicada após 20 min de secagem convectiva a 90 oC. Para o planejamento 2, a radiação foi aplicada desde o início da secagem, sendo que nos 30 min iniciais usou-se uma potência maior e foi utilizada uma menor temperatura do ar de secagem. Para ambos os planejamentos foram obtidos baixos valores para o conteúdo final de umidade, na faixa de 0,38 a 1,62 % (b.u.). Os resultados para a cinética de secagem apresentaram um período a taxa constante, seguido de um período de taxa decrescente. Observou-se que em comparação com as condições ótimas reportadas no trabalho de Godoi (2009) para a secagem convectiva em LFPR, a aplicação de micro-ondas acelerou o processo de retirada da umidade, diminuindo em pelo menos 25 % o tempo de secagem. Para o planejamento 1, o período de taxa constante variou entre 35 e 45 min, enquanto que para o planejamento 2 teve duração de 35 min. Para avaliar a cinética de secagem o modelo semi-empírico de Page apresentou melhor ajuste aos dados experimentais. Por meio das isotermas de dessorção do PHB úmido nas temperaturas de 40, 50 e 60 oC, estimou-se o calor isostérico integral de dessorção (Qst) em função do conteúdo de umidade de equilíbrio, para a temperatura de 60 oC. As isotermas de adsorção para o PHB seco apresentaram valores para a umidade de equilíbrio extremamente baixos, indicando que, mesmo quando submetido a condições de armazenamento com elevados valores de umidade relativa, a tendência é de não adsorver água na sua estrutura, facilitando o pós-processamento. Os resultados das análises de caracterização realizadas (DSC, TGA, distribuição de massa molecular, distribuição granulométrica e microscopia eletrônica de varredura) mostraram que a secagem não provocou alterações nas propriedades do material. Por meio da avaliação das propriedades dielétricas foi possível constatar que o potencial de secagem do PHB com a aplicação de micro-ondas está intimamente relacionado com o conteúdo de água do material. Os resultados para a eficiência energética da secagem foram entre 10,8 e 30,5 %, sendo que a estimativa para a eficiência energética da secagem apenas convectiva resultou em 10,5 %. Dentre os experimentos em que se obteve o conteúdo de umidade exigido para o PHB seco (0,5 % b.u.), as eficiências energéticas foram até 19 % maiores que o resultado da secagem sem aplicação de micro-ondas (AU)

• Processo FAPESP: 09/54578-8 - Secagem de phb - polimero biodegradavel obtido a partir da cana-de-acucar - em leito fluidizado pulsado rotativo com aplicacao de microondas
• Beneficiário: Gabriela Silveira da Rosa
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado