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http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/49416
Registro completo de metadados
Campo DC | Valor | Idioma |
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dc.creator | Lara, Bruna Rage Baldone | - |
dc.date.accessioned | 2022-02-24T18:53:20Z | - |
dc.date.available | 2022-02-24T18:53:20Z | - |
dc.date.issued | 2022-02-24 | - |
dc.date.submitted | 2022-01-20 | - |
dc.identifier.citation | LARA, B. R. B. Biocomposites of Whey Protein isolate/Polyvinyl alcohol/Nano-silica for food flexible packaging - Conventional and bilayer corona discharge-treated films. 2022. 118 p. Tese (Doutorado em Engenharia de Biomateriais) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2022. | pt_BR |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/49416 | - |
dc.description.abstract | The present work proposes the unprecedented addition of colloidal nano-silica (NS) to the matrix of whey protein isolate (WPI) and poly (vinyl alcohol) (PVOH), forming a new biocomposite with high tensile strength and flexibility for application as flexible packaging for food. Furthermore, it proposes the use of the lamination method with corona discharge in WPI and PVOH films, to modify tensile mechanical properties and moisture barrier. For this purpose, blends with 70% WPI and 30% PVOH plus 0%, 1%, 2%, 3%, and 4% NS were developed using the casting method. The biocomposites produced were characterized according to the properties: mechanical (tensile test), morphological (Scanning Electron Microscopy - SEM), interaction (Infrared Region Spectroscopy - FTIR), glass transition temperature (Differential Scanning Calorimetry), permeability, diffusivity, and solubility to water vapor, and interaction with moisture under different water activities and temperatures (sorption isotherms). The addition of 4% NS led to a biocomposite with a tensile strength of 10.2 MPa (43% higher than that of the film without NS), and with a tensile modulus of 78.2 MPa, which are excellent results for application as flexible packaging. At 4% of NS there was also a reduction of 17% in sorption, 58% in diffusivity, and 40% in water vapor permeability, and a lower spontaneity of the sorption process compared to film with 0% of NS, showing a greater ability to maintain the integrity of the food and the packaging itself during application. In a second phase of the work, new bi-layered biocomposites were produced via casting, with a first layer of WPI/NS and a second layer of PVOH/NS, fixing the amount of NS (4% m/m polymer) and applying different corona discharge periods (0s, 30s, 60s, 90s) to improve adhesion between layers. The analysis of FTIR, water contact angle, and surface energy of the first layer showed that the longer the corona discharge time, the greater the wettability and surface energy obtained, leading to greater adhesion between the layers. The final laminated biocomposites were evaluated under the properties: morphological of the joining region between the layers (MEV), mechanical (tensile test), and permeability, diffusivity, and solubility to water vapor. Laminated biocomposites treated with 90s corona discharge showed a more homogeneous joining region between the layers (compared to the other treatment periods), and a tensile strength of 12.6 MPa, being 72% and 23% more resistant, respectively, than the laminated film not treated with corona and that the non-laminated film (single layer). Furthermore, lamination with 90s of corona provided a 7.4 times greater flexibility compared to non-laminated film. Despite the increase in tensile strength and flexibility, lamination together with corona discharge increased the permeability and affinity of the film with water. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | pt_BR |
dc.language | eng | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Lavras | pt_BR |
dc.rights | acesso aberto | pt_BR |
dc.subject | Isolado proteico de soro de leite | pt_BR |
dc.subject | Embalagens alimentícias | pt_BR |
dc.subject | Filmes laminados | pt_BR |
dc.subject | Descarga corona | pt_BR |
dc.subject | Biocompósitos | pt_BR |
dc.subject | Poli (álcool vinílico) | pt_BR |
dc.subject | Nano-sílica coloidal | pt_BR |
dc.subject | Whey protein isolate | pt_BR |
dc.subject | Poly (vinyl alcohol) | pt_BR |
dc.subject | Colloidal nano-silica | pt_BR |
dc.subject | Biocomposite | pt_BR |
dc.subject | Corona discharge | pt_BR |
dc.subject | Bi-layer films | pt_BR |
dc.subject | Food packaging | pt_BR |
dc.title | Biocomposites of Whey Protein isolate/Polyvinyl alcohol/Nano-silica for food flexible packaging - Conventional and bilayer corona discharge-treated films | pt_BR |
dc.type | tese | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Biomateriais | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFLA | pt_BR |
dc.publisher.country | brasil | pt_BR |
dc.contributor.advisor1 | Dias, Marali Vilela | - |
dc.contributor.advisor-co1 | Guimarães Junior, Mario | - |
dc.contributor.referee1 | Moraes, Allan Robledo Fialho e | - |
dc.contributor.referee2 | Tonoli, Gustavo Henrique Denzin | - |
dc.contributor.referee3 | Veríssimo, Lizzy Ayra Alcântara | - |
dc.description.resumo | O presente trabalho propõe a inédita adição de nano-sílica coloidal (NS) à matriz de isolado proteico de soro de leite (IPS) e poli (álcool vinílico) (PVOH), formando um novo biocompósito com elevada resistência à tração e flexibilidade para aplicação como embalagem flexível para alimentos. Além disso, propõe a utilização do método de laminação com descarga corona em filmes de IPS e PVOH, para modificação de propriedades mecânicas de tração. Para tal, foram desenvolvidas blendas com 70% de IPS e 30% de PVOH acrescidas com 0%, 1%, 2%, 3% e 4% de NS pelo método de casting. Os biocompósitos produzidos foram caracterizadas quanto às propriedades: mecânicas (teste de tração), morfológicas (Microscopia Eletrônica de Varredura – MEV), de interação (Espectroscopia na Região do Infravermelho – FTIR), temperatura de transição vítrea (Calorimetria Diferencial Exploratória), de permeabilidade, difusividade e solubilidade ao vapor de água, e de interação com umidade sob atividades de água e temperaturas variadas (isotermas de sorção). A adição de 4% de NS levou à obtenção de um biocompósito com resistência à tração de 10.2 MPa (43% mais elevado que o do filme sem NS), e com módulo de elasticidade de 78.2 MPa, sendo estes ótimos resultados para aplicação como embalagens flexíveis. A 4% de NS também se obteve uma redução de 17% na sorção, de 58% na difusividade, e de 40% na permeabilidade ao vapor de água, e uma menor espontaneidade do processo de sorção comparando-se ao filme com 0% de NS, mostrando uma maior capacidade de manter a integridade do alimento e da própria embalagem durante a aplicação. Numa segunda fase do trabalho, foram produzidos novos biocompósitos laminados via casting, com uma primeira camada de PVOH/NS e uma segunda de IPS/NS, fixando-se a quantidade de NS (4% m/m polímero) e aplicando-se diferentes tempos de descarga corona (0s, 30s, 60s, 90s) como melhorador de adesão entre as camadas. As análises de FTIR, ângulo de contato com água e energia superficial da primeira camada mostraram que, quanto maior o tempo de descarga corona, maiores foram a molhabilidade e energia de superfície obtidas, levando a uma maior adesão entre as camadas. Os biocompósitos laminados finais foram avaliados quanto às propriedades: morfológica da região de união entre as camadas (MEV), mecânicas (teste de tração), e de permeabilidade, difusividade e solubilidade ao vapor de água. Biocompósitos laminados e tratados com 90s de descarga corona mostraram uma região de transição entre as camadas mais homogênea (comparado aos demais tempos de tratamento) e uma resistência à tração de 12.6 MPa, sendo 72% e 23% mais resistentes, respectivamente, que o filme laminado não tratado com corona e que o filme não-laminado (camada única). Além disso, a laminação com 90s de corona, proporcionou uma flexibilidade 7,4 vezes maior comparando-se ao filme não-laminado. Apesar do aumento na resistência à tração e na flexibilidade, a laminação juntamente à descarga corona aumentou a permeabilidade e a afinidade do filme com água. | pt_BR |
dc.publisher.department | Departamento de Ciências Florestais | pt_BR |
dc.subject.cnpq | Biomateriais e Materiais Biocompatíveis | pt_BR |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/9522364993695873 | pt_BR |
Aparece nas coleções: | Engenharia de Biomateriais – Doutorado (Teses) |
Arquivos associados a este item:
Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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TESE_Biocomposites of Whey Protein isolate/Polyvinyl alcohol/Nano-silica for food flexible packaging - Conventional and bilayer corona discharge-treated films.pdf | 3,23 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
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