Desenvolvimento de nanocompósito Celulose Bacteriana e Borra de café in-situ utilizando metodologia agitada

Abstract

A utilização de fibras ou partículas naturais na fabricação de materiais compósitos tem crescido nos últimos anos como uma alternativa para as questões ambientais envolvendo o descarte e reciclagem destes materiais. A nanocelulose bacteriana (NCB) é produzida por certas bactérias como um hidrogel na superfície dos meios de cultivo, possuindo vantagens como elevada pureza estrutural, ausência de lignina e hemicelulose, e propriedades mecânicas superiores quando comparadas a alguns polímeros sintéticos. O café é uma das bebidas mais consumidas no mundo, gerando grande quantidade de resíduo na forma de borra geralmente descartada como resíduo orgânico. A borra de café (BC) possui centenas de constituintes, entre eles celulose e lignina, que lhe conferem grande potencial para sua reutilização. O objetivo deste trabalho foi produzir um compósito formado por nanocelulose bacteriana e borra de café utilizando uma metodologia in-situ agitada avaliando as características morfológicas dos materiais formados, sendo uma etapa do projeto de pesquisa Desenvolvimento de Materiais Compósitos utilizando Reforços Naturais. A bactéria Komagataeibacter hansenii foi utilizada para produção dos hidrogéis de celulose bacteriana com diferentes concentrações de borra de café (1% e 2%). Os ensaios foram realizados em agitador orbital com controle de temperatura a 125 rpm e 30 oC durante 14, 21 e 28 horas. Os melhores resultados foram obtidos após 28 dias de cultivo agitado, sendo que uma análise dos hidrogéis formados para ambas as concentrações de borra de café (1% e 2% (m/v)) possuíam um formato não definido, onde os grânulos do reforço ficaram incorporados no material, formando um nanocompósito NCB/BC. A secagem da biomassa apresentou como resultado médio 0,78 g para o material obtido nos experimentos sem borra de café, e 1,15 g e 2,31 g para os ensaios realizados com 1% e 2% (m/v) de borra de café. Os resultados obtidos demonstraram que é possível a formação de nanocompósitos de nanocelulose bacteriana utilizando borra de café como reforço, com grande parte do reforço sendo incorporado aos hidrogéis formados no cultivo agitado. Os nanocompósitos obtidos poderão ser utilizados para o desenvolvimento de aplicações em diferentes áreas, podendo auxiliar na valorização dos resíduos de borra de café.