BR102019022632A2

BR102019022632A2 - compósito polimérico biodegradável à base de polibutileno de succinato (pbs) e semente despolpada (caroço) de açaí (euterpe oleracea mart)

Info

Publication number: BR102019022632A2
Application number: BR102019022632-3A
Authority: BR
Inventors: Marcel Campos Do Carmo; Claudio Roberto Passatore; Henrique Finocchio
Original assignee: Marcel Campos Do Carmo
Priority date: 2019-10-29
Filing date: 2019-10-29
Publication date: 2021-05-11

Abstract

A presente invenção refere-se a um compósito polimérico biodegradável à base de polibutileno de succinato (PBS) e semente despolpada (caroço) do fruto do Açaí (Euterpe Oleracea Mart.). Este material compósito polimérico contém de 40 a 80% em massa de Polibutileno de succinato (PBS), 20 a 60% em semente despolpada (caroço) de açaí, e pode conter ainda de 0,1 a 1,0% em massa de aditivos de processo e compatibilizantes; refere-se à invenção, devido a origem biológica e orgânica dos principais componentes do material compósito, as características biodegradável, atóxico, moldável a partir da aplicação de calor, versatilidade em usos e aplicações; refere-se também à invenção ao uso desse material para fabricação de produtos plásticos como talheres, canudos, copos, canecas, xícaras, tigelas, mexedores, pegadores, pratos, potes, tampas, pentes, escovas, embalagens, expositores, tubos, entre outros produtos plásticos, descartáveis ou não descartáveis, por processos de conformação mecânica, sendo esses processos moldagem por extrusão, injeção e compressão.

Description

COMPÓSITO POLIMÉRICO BIODEGRADÁVEL À BASE DE POLIBUTILENO DE SUCCINATO (PBS) E SEMENTE DESPOLPADA (CAROÇO) DE AÇAÍ (EUTERPE OLERACEA MART)

[001] Trata-se de um material compósito polimérico biodegradável a base de Polibutileno de succinato (PBS) e semente despolpada (caroço) de Açaí (Euterpe Oleracea Mart.) e aditivos de processo e compatibilizantes, em diversas proporções em massa de cada componente.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] A humanidade vem buscando soluções sustentáveis para substituir as resinas poliméricas produzidas a partir do petróleo. Usualmente conhecidas como "plásticos", tais resinas poliméricas como o Polietileno (PE), o Polipropileno (PP), o Policloreto de Vinila (PVC), o Polietileno Tereftalato (PET), o Polietileno (PS), levam anos, décadas e até séculos para se degradarem quando descartados, e hoje representam um grave problema ambiental devido seus usos terem aumentado vertiginoso nos últimos 30 anos com uso na fabricação de produtos descartáveis, em contrapartida, o poluindo os solos e os corpos d'água em todo o planeta. Pesquisas comprovam que as micropartículas destes "plásticos" contaminam rios, oceanos e diversas espécies aquáticas em níveis alarmantes. Tais problemas geraram uma série de restrições e proibições de usos de produto plásticos ao redor do planeta.

[003] Diante deste cenário, diversas pesquisas estão sendo desenvolvidas no intuito de criar "plásticos" sustentáveis de fontes renováveis, não poluentes e que sejam biodegradáveis em condição de descarte. Da mesma forma há também inúmeras pesquisas para desenvolvimento de compósitos que contenham produtos naturais em sua composição, como, por exemplos, origem vegetal e biomassas.

[004] É neste contexto e com essas premissas que fundamentamos a invenção: material compósito polimérico biodegradável a base de Polibutileno de succinato (PBS) e semente despolpada (caroço) de Açaí (Euterpe Oleracea Mart).

[005] O Polibutileno de succinato, conhecido como PBS, é uma resina polimérica biodegradável produzida a partir da polimerização do ácido succínico, sendo a cana-de-açúcar e o milho as principais matérias-primas para a produção deste "bioplástico".

[006] Suas características físico-químicas são extremamente adequadas à produção de compósitos poliméricos reforçados com carga vegetal devido sua origem biológica, índice de fluidez ajustável, e baixa temperatura de fusão, que evita a degradação por calor da matéria orgânica associada.

[007] O Açaí (Euterpe Oleracea Mart) é uma palmeira amazônica que produz um fruto bacáceo de onde é extraído uma polpa de cor roxa e amplamente consumida como alimento pelos ribeirinhos da Bacia Amazônica.

[008] Nos últimos anos o açaí vem ganhando tanto o mercado nacional brasileiro quanto o mercado internacional, sendo comercializado não apenas como alimento em forma de polpa congelada, em pó, sucos, sorvetes, mas também como matéria prima de cosméticos e fármacos.

[009] O Estado do Pará é o maior produtor nacional de açaí, com um volume anual de 1.273.000 toneladas de frutos e área plantada superior a 219 mil 2/3hectares, segundo o levantamento do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística - IBGE, realizado em 2017.

[010] Como consequência do crescimento do consumo do açaí, houve também um aumento, na mesma proporção, da produção do resíduo industrial da atividade. O resíduo em questão é a semente despolpada de açaí, que representa 85% em massa do fruto, já que apenas 15% é polpa comestível, ou seja. Esta biomassa residual é conhecida popularmente como "caroço de açaí".

[011] Estima-se que a agroindústria do açaí no Pará produza mais de 3000 toneladas/dia de "caroço de açaí". Além da grande quantidade deste resíduo e disponibilidade durante todo o ano, as características desta biomassa reforçam a utilização na produção de compósito polimérico: a composição físico-química, a sustentabilidade e a economicidade.

[012] A semente de açaí possui formato arredondado e encontra-se envolvida por uma camada fibrosa. A semente despolpada é composta basicamente por celulose, hemicelulose e lignina, possui umidade de cerca de 30% e densidade à granel de 350 kg/m3. É atóxica e não apresenta substâncias alergênicas.

[013] Além disso, a semente despolpada (caroço) de açaí geralmente é descartada de forma inadequada em "lixões" ou em corpos d'água, sendo considerado um problema sanitário. Quando comercializada, é vendida abaixo do preço de outras biomassas como a cana-de-açúcar e resíduos de madeira, e é utilizada como combustível em caldeiras e fornos para a geração de energia térmica.

[014] A utilização da semente do açaí como carga no compósito tem como principais objetivos, o aproveitamento de um resíduo orgânico abundante e sustentável oriundo de uma atividade econômica que cresce a cada ano e, busca reduzir os impactos de descartes irregulares no meio ambiente, agregar valor ao resíduo, gerando ganhos econômicos e sociais como renda e empregos com o seu aproveitamento, aumentar a biodegradabilidade do compósito polimérico e colaborar com a redução do uso de plásticos de origem petroquímica que poluem os solos, rios e oceanos.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[015] A presente invenção refere-se a um material compósito polimérico biodegradável à base de polibutileno de succinato, resina polimérica conhecida como PBS, semente despolpada (caroço) de Açaí (Euterpe Oleracea Mart) e aditivos de processos e compatibilizantes.

[016] O polibutileno de succinato constituinte do compósito polimérico da presente invenção é submetido previamente a processos de polimerização conhecidos do estado da técnica. Antes de ser incluído na composição do material compósito polimérico, para averiguação de seu índice de fluidez.

[017] A semente despolpada de açaí é a carga vegetal constituinte do compósito polimérico da presente invenção. Para a obtenção de tal carga vegetal, os frutos do açaí são despolpados por processo mecânico industrial e contínuo em batedeiras de aço. O resíduo deste processo são sementes de açaí despolpadas.

[018] A partir daí a semente despolpada de açaí passa por um processo de limpeza com água para retirada de resíduo de polpa. A semente despolpada passa por dois processos antes de ser incluída na composição: desumidificação e atomização.

[019] A desumidificação da semente é realizada em estufa industrial pelo período entre 18 e 32 horas à temperatura entre 80 e 100°C, ou secador rotativo contínuo, pelo período entre 2 e 6 horas à temperatura entre 80 e 100°C, obtendo uma redução de 70% da umidade natural da semente.

[020] Após desumidificação a semente despolpada passa por um processo de moagem em moinho de martelo em dois estágios: trituração, utilizando peneira em aço com perfurações de 6mm de diâmetro e micronização, utilizando peneira de aço com perfurações de 0,1 a 0,2 mm de diâmetro.

[021] Após a desumidificação e a micronização, a semente processada é pré-misturado ao polímero polibutileno de succinato (PBS) e aos aditivos de processo e compatibilizantes, em misturador industrial em temperatura ambiente, em diferentes proporções.

[022] Após o processo de pré-mistura, a formulação é misturada em homogeneizador termo-cinético a temperaturas entre, à 135° e 155 C por 30 a 90 segundos, resultando em compósito polimérico com característica densa, homogênea, dispersa e coloração marrom. A massa homogênea resultante é triturada em moinho de facas resultando grânulos homogêneos que podem ou não posteriormente serem peletizados.

[023] Nas modalidades da presente invenção, o material compósito é composto de polibutileno de succinato (PBS) na proporção de 40 a 80% em massa, semente despolpada de Açaí (Euterpe Oleracea Mart.),na proporção de 20 a 60% em massa e aditivos de processo e compatilizantes na proporção de 0,1 a 1% em massa.

[024] É previsto o uso do material compósito polimérico para fabricação de produtos como talheres, canudos, copos, canecas, xícaras, tigelas, mexedores, pegadores, pratos, potes, tampas, pentes, escovas, embalagens, expositores, tubos, entre outros produtos plásticos, descartáveis ou não descartáveis, por processos de conformação mecânica, sendo esses processos de moldagem por extrusão, injeção e compressão. Devido origem biológica e orgânica dos principais componentes do material compósito polimérico da referida invenção é biodegradável e atóxica.

Claims

"COMPÓSITO POLIMÉRICO BIODEGRADÁVEL À BASE DE POLIBUTILENO DE SUCCINATO (PBS) E SEMENTE DESPOLPADA (CAROÇO) DE AÇAÍ (EUTERPE OLERACEA MART)", caracterizado por conter aditivos de processos e compatibilizantes em diversas proporções em massa.
"COMPÓSITO POLIMÉRICO BIODEGRADÁVEL À BASE DE POLIBUTILENO DE SUCCINATO (PBS) E SEMENTE DESPOLPADA (CAROÇO) DE AÇAÍ (EUTERPE OLERACEA MART)", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por utilizar como resina polimérica, o Polibutileno de succinato (PBS), derivado de ácido succínico, de origem biológica, biodegradável, na proporção de 40 a 80% em massa.
"COMPÓSITO POLIMÉRICO BIODEGRADÁVEL À BASE DE POLIBUTILENO DE SUCCINATO (PBS) E SEMENTE DESPOLPADA (CAROÇO) DE AÇAÍ (EUTERPE OLERACEA MART)", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por utilizar como carga vegetal, semente despolpada (caroço) de Açaí (Euterpe Oleracea Mart), atóxico, biodegradável, na proporção de 20 a 60% em massa.
"COMPÓSITO POLIMÉRICO BIODEGRADÁVEL À BASE DE POLIBUTILENO DE SUCCINATO (PBS) E SEMENTE DESPOLPADA (CAROÇO) DE AÇAÍ (EUTERPE OLERACEA MART)", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por utilizar aditivos de processo e compatibilizantes na proporção de 0,1 a 1% em massa.
"COMPÓSITO POLIMÉRICO BIODEGRADÁVEL À BASE DE POLIBUTILENO DE SUCCINATO (PBS) E SEMENTE DESPOLPADA (CAROÇO) DE AÇAÍ (EUTERPE OLERACEA MART)", de acordo com a reivindicação 2, por carga vegetal descrita na reivindicação 3 e componentes descritos na reivindicação 4, com as diversas proporções em massa, caracterizado por conter um material homogêneo, biodegradável, atóxico, moldável a partir da aplicação de calor, versátil em usos e aplicações.
"COMPÓSITO POLIMÉRICO BIODEGRADÁVEL À BASE DE POLIBUTILENO DE SUCCINATO (PBS) E SEMENTE DESPOLPADA (CAROÇO) DE AÇAÍ (EUTERPE OLERACEA MART)", de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por sua aplicação ser a fabricação de produtos por moldagem por compressão mecânica.
"COMPÓSITO POLIMÉRICO BIODEGRADÁVEL À BASE DE POLIBUTILENO DE SUCCINATO (PBS) E SEMENTE DESPOLPADA (CAROÇO) DE AÇAÍ (EUTERPE OLERACEA MART)", de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por sua aplicação ser a fabricação de produtos por moldagem por injeção.
"COMPÓSITO POLIMÉRICO BIODEGRADÁVEL À BASE DE POLIBUTILENO DE SUCCINATO (PBS) E SEMENTE DESPOLPADA (CAROÇO) DE AÇAÍ (EUTERPE OLERACEA MART)", de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por sua aplicação ser a fabricação de produtos por moldagem por extrusão.
"COMPÓSITO POLIMÉRICO BIODEGRADÁVEL À BASE DE POLIBUTILENO DE SUCCINATO (PBS) E SEMENTE DESPOLPADA (CAROÇO) DE AÇAÍ (EUTERPE OLERACEA MART)", de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por sua aplicação ser a fabricação por moldagem por compressão mecânica, moldagem por injeção ou moldagem por extrusão para fabricação de talheres, canudos, copos, canecas, xícaras, tigelas, mexedores, pegadores, pratos, potes, tampas, pentes, escovas, embalagens, expositores, tubos, entre outros produtos plásticos, descartáveis ou não descartáveis.