BR102018014228A2 - compósitos de origem orgânica - Google Patents

Abstract

compósitos de origem orgânica o atual pedido de patente de invenção para o processo e o produto a ser usado como compósitos de origem orgânica caracterizado por utilizar resíduos lignocelulósicos da agroindústria (bagaço em geral, palha, fibra ou pó de coco, papel, dentre outros), fécula de mandioca hidratada comercializada como goma de mandioca para preparo de tapioca (8 a 20% do resíduo vegetal), glicerina (0,5 a 2,5% do resíduo vegetal) e água. os resíduos da agroindústria podem ser utilizados individualmente ou em mistura contanto que a parte de resíduo com partículas de até 1 mm seja de 60 a 100% e partículas até 10 mm de 0 a 40%. a fécula de mandioca hidratada e a glicerina devem ser dissolvidas em água e submetido a tratamento térmico superior a 60-90ºc, sob agitação manual ou agitador mecânico até formação de um gel. adicionar o gel ainda quente ao resíduo vegetal, homogeneizar, acondicionar ao molde desejado, desmoldar e secar ao ar e/ou em estufa com circulação de ar forçado a 30-60ºc por até 24 a 48 horas, a depender do tamanho da peça a ser produzida. o compósito de origem orgânica poderá ser utilizado como: revestimento para automóveis, embalagens, painéis, molduras, brinquedos, móveis, telhas, cerâmica, dentre outros. após o uso, o compósito pode ser utilizado como condicionador de solo, adubo orgânico ou suporte para produção de mudas hortaliças, frutíferas e florestais.

Description

“Compósitos de origem orgânica” [001] O presente relatório descritivo da patente de invenção refere-se à obtenção de compósitos de origem orgânica com emprego de fécula de mandioca hidratada (goma de mandioca comercializada para preparação de tapioca), glicerina e água submetidos a tratamento térmico superior, adicionados aos resíduos lignocelulósicos da agroindústria, homogeneizados, moldados com prensagem manual ou mecânica sem aquecimento, para formação de compósitos em geral a baixo custo e biodegradáveis.

ESTADO DA TÉCNICA [002] Os compósitos são materiais formados pela mistura de diferentes compostos com a finalidade de se obter um produto com propriedades físicas e químicas de melhor qualidade. Na formação dos compósitos há uma fase de matriz composta, por exemplo, por polímeros como os agentes plastificantes e uma fase dispersa, composta por fibras ou partículas diversas que funcionam como uma carga.

[003] Na produção de plásticos biodegradáveis, os materiais plastificantes que vem sendo utilizados são o glicerol ou o sorbitol, que em mistura a outras substâncias ou resíduos melhora a qualidade do material desejado. Neste contexto, o amido de mandioca vem sendo utilizado em várias fórmulas de produção de filmes plásticos e compósitos biodegradáveis, por ser um material de fácil aquisição e conferir maior resistência mecânica em associação com os agentes plastificantes (PI 1106026-3 A2; PI9705674-0 A, PI9605635-5 A, PI0805036-8 A2, PI0701504-6 A2, CA2996524A1, CN106947177A, CN107353659A, USPTPO 9.859.362, CN107216490A, CN107473636A, CN107353444A, CN107189116A, CN107236152A, CN107177213A, AU2018201455A1,

USPTPO 9.085.677, USPTPO 9.416.275, USPTPO 9.109.116).

[004] A adição do amido em filmes e compósitos plásticos também acelera o processo de decomposição dos materiais produzidos, o que reduz a contaminação ambiental causada pelas embalagens plásticas produzidas a partir

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2/4 de derivados de petróleo. Além disso, os materiais produzidos podem não ser inflamáveis, como obtido na patente CN107353659A à base de fibra de sisal.

[005] O amido e o agente plastificante (glicerol ou sorbitol) podem ser adicionados aos resíduos vegetais e/ou outros materiais pela técnica de casting na produção de filmes ou plásticos biodegradáveis (CN107177213A, AU2018201455A1, USPTPO 9.085.677, USPTPO 9.416.275, USPTPO 9.109.116, USPTPO 8.772.37) ou por extrusão ou termoformagem na produção de telhas, cerâmica, lenha, plásticos, embalagens, laminados e bandejas sem adição de água (PI9705674-0A, PI0805036-8A2, PI0701504-6A2, PI9605635-5A, CN107353873A, CA2996524A1, CN106947177A, CN107353659A,

CN107216490A, CN107473636A, CN107353444A, CN107189116A,

CN107236152A, PI110626, USPTPO 9.859.362, USPTPO 9.493.640, USPTPO

9.745.453). Entretanto, no processo de produção destes compósitos são utilizados equipamentos como prensa ou extrusora, ambas com aquecimento, o que encarece o custo de produção destes materiais.

[006] A presente invenção trata-se da obtenção de compósitos de origem orgânica pelo emprego de fécula de mandioca comercializada com goma de mandioca para o preparo de tapioca, glicerina e água, submetidos ao tratamento térmico superior, homogeneizado com resíduos lignocelulósicos e moldado sem a necessidade de equipamentos como a prensa com aquecimento ou extrusora como utilizado nas patentes PI1106026-3 A2, PI9705674-0A, PI0805036-8A2,

PI0701504-6A2, PI9605635-5A, CN107353873A, CA2996524A1,

CN106947177A, CN107353659A, CN107216490A, CN107473636A,

CN107353444A, CN107189116A, CN107236152A, PI110626, USPTPO

9.859.362, USPTPO 9.493.640, USPTPO 9.745.453 e/ou adição de outras substâncias químicas, além do amido e do agente plastificante como o glicerol utilizado nas patentes PI0805036-8 A2; PI 9705674-0 A; PIO701504-6 A, CN107216490A, CN107473636A, CN107353444A, CN107189116A, o que reduz os custos e o tempo necessário para obtenção dos compósitos.

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3/4 [007] A metodologia de obtenção dos compósitos desta patente resulta em uma massa facilmente moldável, antes da secagem, o que permite a produção de materiais com diversas utilidades, tais como: revestimento para automóveis, embalagens, painéis, móveis, telhas, cerâmica, objetos de decoração, molduras para quadros, painéis, portas, móveis em substituição ao plástico e/ou madeira, dentre outros, com a vantagem de ser biodegradável, não inflamável e de baixo custo.

[008] A produção de compósitos biodegradáveis a partir do reaproveitamento dos resíduos agroindustriais, fécula de mandioca e o glicerina tem as seguintes vantagens: a) reduzir o consumo de combustível fóssil empregado na fabricação de embalagens plásticas; b) reduzir a contaminação do ambiente com a deposição de embalagens produzidas com derivados de petróleo, que são de difícil degradação; c) reaproveitar e agregar valor aos resíduos derivados da indústria alimentícia (bagaço de frutas), agropecuária (capim, bagaço de cana de açúcar, fibra e pó de coco) e indústria de papel e celulose, na produção de compósitos recicláveis; d) aumentar a produção de adubos orgânicos; e e) produzir um condicionador de solo.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [009] Na produção dos compósitos de origem orgânica devem ser utilizados os resíduos lignocelulósicos da agroindústria, tais como os da indústria do açúcar e do etanol (bagaço), da indústria do coco (fibra e/ou pó de coco), da indústria de sucos naturais e vinhos (bagaço) ou da indústria de móveis e madeireira (serragem), dentre outros resíduos lignocelulósicos. Os resíduos lignocelulósicos podem ser utilizados individualmente desde que sejam moídos e/ou peneirados em malha 0,01 até 1,0 mm (60 a 100%) e em mistura com resíduos peneirados em malha com até 10 mm (0 a 40%).

[010] No processo de produção do compósito orgânico deve-se preparar uma solução à base de fécula de mandioca hidratada ou goma de mandioca comercializada para preparação de tapioca (8 a 20% do resíduo), glicerina (0,5 a 2,5% do resíduo) e água.

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4/4 [011] O volume de água (em mL) deve ser de duas a três vezes a quantidade (em gramas) do resíduo e depende do tipo de material utilizado como carga. Recomenda-se que seja utilizado de 5 a 10% de água a mais do que necessário para umedecer o resíduo, para garantir a formação de uma película plástica (amido+glicerina) que confere uma superfície mais uniforme ao compósito.

[012] A fécula de mandioca hidratada e a glicerina devem ser homogeneizadas em água e submetidos a tratamento térmico superior a 60-90°C, sob agitação manual ou agitador mecânico até formação de um gel. Adicionar o gel ainda quente ao resíduo lignocelulósico seco previamente moído e/ou peneirado, homogeneizar manualmente ou em batedor ou misturador industrial, acondicionar a mistura em um molde de formato desejado, com emprego de prensagem manual e/ou prensa mecânica, desinformar e secar ao ar e/ou estufa com circulação de ar forçado a 30-60°C por 24 a 48 horas, a depender do tamanho da peça a ser produzida.

[013] A secagem ao ar resulta em um compósito mais flexível. Se o objetivo for a produção de um compósito rígido e mais resistente recomenda-se que seja feita a secagem em estufa com circulação forçada. A flexibilidade nas embalagens é uma característica física importante, pois pode absorver parte da massa do objeto e garantir maior proteção dos objetos armazenados nas embalagens.

[014] A produção em escala comercial pode ser realizada pelas próprias empresas fornecedoras dos resíduos lignocelulósicos, por pequenos produtores rurais e/ou por cooperativas agrícolas, o que contribui como uma fonte de renda extra. Além disso, os compósitos após utilização podem ser utilizados como condicionador de solo, adubo orgânico e/ou vasos ou suporte para mudas de hortaliças, frutíferas e florestais.

Claims (8)

1 Processo para obtenção de um compósito de origem orgânica caracterizado por compreender de no preparo de uma massa à base de resíduos lignocelulósicos individuais e/u em mistura com outros resíduos vegetais, fécula de mandioca hidratada comercializada como goma de mandioca para preparação de tapioca (8 a 20% do resíduo), glicerina (0,5 a 2,5% do resíduo) e água, submetido a tratamento térmico superior a 6090°C, homogeneizado, adicionado ao um molde de formato desejado com prensagem manual ou mecânica sem aquecimento, seguido pela desmoldagem;

2 Processo para obtenção de um compósito de origem orgânica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por secagem ao ar do compósito para obtenção de materiais mais flexíveis

3 Processo para obtenção de um compósito de origem orgânica, de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado por secagem em estufa com circulação forçada de ar a 3060°C por 24 a 48 horas para obtenção de materiais mais rígidos;

4 Compósito de origem orgânica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser de fácil modelagem manualmente ou com auxílio de prensa sem aquecimento, em qualquer formato, o que permite sua utilização como embalagens, telhas, cerâmica, brinquedos, móveis, molduras, objetos de decoração, painéis, dentre outros;

5 Compósito de origem orgânica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por reutilização do compósito como adubo orgânico;

6 Compósito de origem orgânica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender a reutilização do compósito como condicionador de solo, pelo processo de destorroar ou moer o material e adicioná-lo diretamente ao solo;

7 Compósito de origem orgânica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender a reutilização do compósito como vasos ou suporte para plantas e mudas de hortaliças, frutíferas e florestais;

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2/2

8 Compósito de origem orgânica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender a reutilização do compósito como substrato para produção de mudas de hortaliças, frutíferas e florestais