Transformando resíduos de abacaxi em soluções inovadoras: o futuro sustentável da microcelulose

Pesquisadores descobriram uma forma de transformar resíduos de folhas de abacaxi em microcelulose carboximetilada, um material sustentável e solúvel em água, com grande potencial para aplicações nas indústrias de alimentos, farmacêutica e tratamento de águas.

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Folhas de abacaxi: um resíduo agrícola abundante que pode ser transformado em microcelulose carboximetilada, oferecendo novas possibilidades para materiais sustentáveis.

A busca por materiais sustentáveis e de alto desempenho está se tornando cada vez mais importante em várias indústrias, incluindo as de aditivos, embalagens e tratamento de água. Nesse contexto, a utilização de resíduos agrícolas como fonte de materiais biofuncionais tem atraído a atenção de pesquisadores ao redor do mundo. Um estudo recente publicado na Scientific Reports, conduzido por pesquisadores da Universidade King Saud e da Universidade dos Emirados Árabes Unidos, focou na utilização das fibras de folhas de abacaxi como matéria-prima para a produção de microcelulose carboximetilada (PL-CMMCC). Este processo oferece uma solução inovadora e sustentável para transformar resíduos agrícolas em materiais de alto valor.

A fibra de folha de abacaxi: um recurso subutilizado

As folhas do abacaxi, que são um resíduo comum da produção de frutas, são ricas em celulose, representando cerca de 70 a 85% de sua composição. No entanto, essas fibras são difíceis de decompor devido ao seu alto teor de lignina e celulose.

Atualmente, a maior parte desse resíduo é descartada ou utilizada de maneira limitada como biomassa. No entanto, o estudo em questão propõe uma nova abordagem, isolando a celulose microcristalina (PL-MCC) dessas fibras e convertendo-a em um material altamente funcional e solúvel em água: a microcelulose carboximetilada (PL-CMMCC).

O processo de extração e modificação

A extração da celulose microcristalina das fibras de abacaxi foi realizada utilizando um processo químico simples e escalável, que envolve o uso de hidróxido de sódio (NaOH) e ácido cloroacético.

O estudo detalhou que, após o tratamento com ácido e soluções alcalinas, as fibras foram submetidas a uma reação de para obter a PL-CMMCC, que apresentou uma estrutura menos cristalina e maior solubilidade em água do que a microcelulose original.

A mudança na cristalinidade foi verificada por meio de técnicas avançadas como espectroscopia de infravermelho (FTIR) e difração de raios-X (XRD), que mostraram uma diminuição significativa na estrutura cristalina do material modificado.

Caracterização e propriedades

Os pesquisadores realizaram uma série de análises para caracterizar os materiais obtidos. A análise por microscopia eletrônica de varredura (FESEM) revelou mudanças significativas na morfologia da fibra ao longo do processo de modificação. As fibras originais de abacaxi apresentavam uma superfície lisa, enquanto o PL-CMMCC apresentou uma estrutura deformada e quebrada, evidenciando o efeito das reações químicas.

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Imagem obtida por microscopia eletrônica de varredura (FESEM) mostrando a microestrutura detalhada de fibras de celulose.

Além disso, o tamanho das partículas foi reduzido de 564,78 µm nas fibras originais para cerca de 196,7 µm no PL-CMMCC, o que confirma a degradação da estrutura fibrosa. A análise termogravimétrica (TGA) mostrou que a microcelulose carboximetilada tem uma estabilidade térmica ligeiramente menor do que a celulose microcristalina original, o que é esperado devido à maior solubilidade do material modificado.

Aplicações potenciais

Os resultados indicam que o PL-CMMCC produzido a partir de resíduos de folhas de abacaxi pode ter uma ampla gama de aplicações. A alta solubilidade e a funcionalidade carboximetilada tornam esse material adequado para uso em indústrias de alimentos e farmacêutica, onde pode ser utilizado como agente espessante ou estabilizante.

Além disso, devido à sua capacidade de formar membranas, o PL-CMMCC pode ser utilizado no tratamento de águas, atuando como adsorvente para remoção de poluentes.

A produção em larga escala desse material também é viável, dado o processo químico simples e a disponibilidade abundante de resíduos de folhas de abacaxi em regiões tropicais. Isso representa uma oportunidade significativa para transformar um resíduo agrícola em um material de alto valor, com potencial para contribuir para a sustentabilidade em diversas indústrias.

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Uso do PL-CMMCC no tratamento de águas, contribuindo para a purificação sustentável e a remoção de contaminantes em sistemas de filtragem avançados.

Este estudo demonstra como a fibra de folha de abacaxi, um resíduo agrícola subutilizado, pode ser transformada em um material valioso e funcional através de um processo de modificação química. A microcelulose carboximetilada resultante oferece propriedades promissoras para aplicações em indústrias como alimentos, farmacêutica e tratamento de águas, proporcionando uma solução sustentável e de alto desempenho para o aproveitamento de resíduos agrícolas.

Referência da noticia:

Fouad, H., Jawaid, M., Karim, Z. et al. Preparation and characterization of carboxymethyl microcrystalline cellulose from pineapple leaf fibre. Sci Rep 14, 23286 (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-024-73860-4