Produção de partículas carregadas e de nanoceluloses a partir de subprodutos agroindustriais: aplicação potencial em coberturas ativas ou filmes de PLA

Resumo

De acordo com o Plano de Ação da Nova Economia Circular da Comissão Europeia, a circularidade é requisito fundamental para uma transformação mais ampla da indústria em direção à neutralidade climática e à competitividade a longo prazo. Ela pode proporcionar economias substanciais de material ao longo das cadeias de valor e dos processos de produção, gerar valor agregado e liberar oportunidades econômicas. O presente projeto, totalmente alinhado com os princípios da economia circular, propõe um uso alternativo de subprodutos provenientes da indústria agroalimentar, tais como uva, alcachofra, cenoura e café, que seriam em sua maioria descartados. O principal objetivo é produzir materiais de alto valor agregado a partir de subprodutos: compostos ativos e nanoceluloses. Dois usos principais destes novos materiais serão estudados: revestimento de frutas e incorporação em filmes biodegradáveis. De fato, estudos anteriores realizados pela equipe da FZEA mostraram que frutas revestidas com nanopartículas carregadas com ingredientes ativos são melhor conservadas do que aquelas revestidas com nanopartículas vazias. Entre as principais aplicações da nanocelulose, o reforço do filme deve ser destacado. O ácido poliláctico (PLA) é um polímero biodegradável derivado de fontes renováveis e disponível comercialmente. Entretanto, algumas desvantagens dos filmes de PLA impedem sua plena aceitação no mercado (fragilidade, baixa ductilidade, propriedades insatisfatórias de barreira ao vapor d´água/oxigênio). A adição das nanoceluloses produzidas neste projeto será testada como reforço nas matrizes PLA para melhorar suas propriedades. A ambição deste projeto é ligar as habilidades das equipes bilaterais em campos muito complementares: FZEA-Embrapa, pré-tratamento de subprodutos da indústria agroalimentar e produção de nanoceluloses pouco purificadas; SayFood, produção de filmes nanocelulósicos (para aplicação médica, cosmética ou alimentícia), estudo das propriedades de barreira/estrutura dos filmes; LGPM: expertise em medição e modelagem de transferência de água através de bioprodutos. Os objetivos específicos deste estudo são: i) a extração de compostos ativos extraídos de subprodutos e seu encapsulamento em partículas à base de quitosana; ii) a produção e caracterização de nanoceluloses com diferentes graus de ligninas obtidas a partir subprodutos fibrosos/resíduos da extração utilizando hidrólise enzimática e tratamentos mecânicos; iii) a aplicação de partículas carregadas e nanoceluloses para revestimentos e funcionalização e reforço de filmes PLA, respectivamente, e iv) a modelagem preditiva e avaliação do ciclo de vida como ferramentas para fins de projeto. A relevância deste estudo se baseia na importância de i) dominar os métodos de tratamento de subprodutos e ii) compreender melhor as interações dos materiais estudados para melhorar suas aplicações tecnológicas. (AU)