WO2014047711A1

WO2014047711A1 - Óleo da borra de café como agente estabilizante

Info

Publication number: WO2014047711A1
Application number: PCT/BR2013/000395
Authority: WO
Inventors: Kátia APARECIDA DA SILVA AQUINO; Tainá MEDEIROS BASTOS DE ALMEIDA; Rebeca VALGUEIRO TEIXEIRA; Thaysa ARAÚJO DE LIMA
Original assignee: Universidade Federal De Pernambuco
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2014-04-03
Also published as: BR102012024569A2; BR102012024569B1

Abstract

ÓLEO DA BORRA DO CAFÉ COMO AGENTE ESTABILIZANTE refere- se a utilização do óleo extraído da borra de café, um descarte, como aditivo estabilizante de matrizes poliméricas expostas à radiação ionizante. A borra de café fornece em média 11 % de óleo. Filmes produzidos com óleo em matriz polimérica mostraram-se homogéneos e estabilizados contra radiação ionizante, na dose de esterilização (25 kGy), quando aditivados com o óleo extraído da borra de café na concentração de 0,5% em massa. Ensaios viscosimétricos mostraram uma proteção de aproximadamente 67% da matriz polimérica com o óleo na concentração supra citada. Ensaios mecânicos mostraram que nem a rigidez (Modulo de Elasticidade) e nem a mobilidade (Alongamento na Ruptura) das cadeias foram afetadas pela radiação gama com a adição do óleo extraído da borra de café na sua composição.

Description

Óleo da borra de café como agente estabilizante

Campo de Aplicação A presente invenção tem aplicação na indústria de polímeros. É padrão internacional a esterilização via radiação ionizante de artefatos poliméricos para a inativação de micro-organismos e posterior utilização pelo ser humano. Contudo o processo de esterilização provoca mudanças nas propriedades físicas e químicas do material o que demanda a sua estabilização radiolítica por meio de aditivos específicos para este fim. A utilização destes materiais poliméricos esterilizados vai desde embalagens de alimentos e sangue, cânulas e cateteres até próteses de uso geral.

Sumário

A presente Patente de invenção é parte da utilização de biomassa residual na indústria de artefatos poliméricos. Mais especificamente, refere-se a utilização do óleo proveniente da borra de café descartada de residências, comércio e industria como aditivo a ser incorporado em matrizes poliméricas, blendas ou materiais poliméricos nanoestruturados, aqui chamados de sistemas poliméricos, que serão esterilizadas via radiação ionizante.

Anterioridades: Estado da Técnica A presente invenção propõe um aditivo alternativo para sistemas poliméricos que provém do óleo extraído da borra de café de descarte domésticos e industriais, ou seja, sua matéria prima neste momento tem baixíssimo custo, o que pode ser um indicativo que a presente invenção se localize a um nível de viabilidade bem próximo aos dos aditivos atuais. Isso significa que esta poderá ser uma das primeiras tecnologias sustentáveis e naturais a tomarem-se viáveis comercialmente. Atualmehte existem produtos poliméricos que possuem o óleo da borra de café fazendo parte da sua composição (US3499851), contudo a ação do óleo é a de agente de enchimento, o que difere da nossa invenção.

Não é novidade a aplicação da borra de café (PI82008566). O óleo extraído da borra de café é uma importante matéria-prima e também já pode ser utilizada na produção de couro (PI0302281 1), na agricultura (PI86004433) e na indústria de combustíveis renováveis (US13172525). Além do mais, devido ao seu poder de ação sob micro-organismos o café e seus derivados (que inclui a borra e o seu óleo) também já foi utilizado como repelente animal (US2007019). Na indústria química, o óleo da borra de café, foi utilizado para obtenção de ácidos que podem ter diversas aplicações (US5897907). Até onde se pode verificar, não há qualquer exemplo tecnológico, que tenha aplicado o óleo proveniente da borra de café como aditivo estabilizante de matrizes poliméricas esterilizadas via radiação ionizante. Problemas e Limitações do Estado da Técnica

A esterilização, via radiação gama, de sistemas poliméricos é uma alternativa eficaz na aniquilação de micro-organismos, além de a esterilização ocorrer em embalagens seladas que é de fundamental importância para que não ocorra a recontaminação dos artefatos médicos. Contudo a radiação ionizante interage com a matriz polimérica ocasionando efeitos como a cisão ou reticulação na cadeia principal. Tais efeitos contribuem para significativas mudanças nas propriedades de sistemas poliméricos como as propriedades mecânicas, térmicas e éticas. Mudanças nas propriedades da matriz polimérica tornam o material pouco comercial e funcional. Para minimizar tais efeitos, a estabilização radiolítica é de fundamental importância para a sua comercialização. Objetivos da Invenção

Tendo em vista a necessidade de se estabilizar sistemas poliméricos para que os artefatos e embalagem produzidos deste Imaterial possam ser esterilizados via radiação ionizante, estudamos e comprovamos a ação estabilizante do óleo extraído da borra de café (OEBC) em matriz polimérica. O OEBC mostrou-se um excelente aditivo de ação estabilizante em matrizes poliméricas. Tal invento tem impacto imediato na indústria por se tratar de um descarte e não promover grandes aumentos no custo final do material. Descrição Detalhada

Foi utilizada a borra de café descartada de residências, pontos comerciais e indústrias. A borra, que é um pó, foi submetida a um processo de secagem, em uma estufa na temperatura de 1Q0°C, com variação de 0,1 °C.

Para a retirada de lipídeos das amostras foi utilizada a extração via solvente (Hexano P.A) em um extrator. Para a obtenção dos lipídeos a mistura solvente-lipídeo foi submetida a um processo de destilação simples, onde o solvente foi recuperado e os lipídeos colocados em outro recipiente. Os lipídeos também podem ser obtidos por prensagem a frio e observou-se as mesmas características da obtenção por solvente no extrator. Esses lipídeos foram caracterizados por meio da Ressonância Magnética Nuclear de Prótons (RMN H1), onde foram calculados os parâmetros como índices de acidez (IA), iodo (II), saponificação (IS), estado de Oxidação (Ro/a) e Massa molar da amostra, por meio da metodologia apresentada em Carneiro 2005.

Com o óleo extraído, foram preparados filmes com matrizes poliméricas, utilizando solvente orgânico e pela técnica de derrame em placa de Petri. Os filmes foram irradiados com radiação ionizante (raios gama) na dose de esterilização (25 kGy). Os efeitos radiolíticos foram obtidos via análise da massa molar viscosimétrica (Mv) utilizando um banho termostático e viscosímetro tipo Ostwald. Com os valores de Mv foram obtidos os índices de degradação (ID=Mv0/Mv-1 , em que MvO é massa molar viscosimétrica antes da irradiação). Ensaios mecânicos foram realizados para analisar a rigidez e a mobilidade das cadeias poliméricas após a adição do óleò. A concentração de óleo que apresentou maior eficiência foi em 0,5% em massa do polímero com uma proteção média de 67%. A concentração de 1 % de óleo em massa do polímero também foi testada, mas a proteção cai para 27%, contudo tal quantidade ainda é satisfatória dentro do sistema, por se tratar de um aditivo de descarte. As propriedades mecânica de Módulo e Elasticidade e Alongamento na Ruptura, obtidas na concentração do óleo de 0,5%, não apresentaram mudanças significativas após o processo de esterilização, o que difere dos sistema sem óleo que apresentaram significantes mudanças nas suas propriedades mecânicas após a irradiação.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. ÓLEO DA BORRA DE CAFÉ COMO AGENTE ESTABILIZANTE, caracterizado pela utilização do óleo extraído da borra do café como agente estabilizante.

2. ÓLEO DA BORRA DE CAFÉ COMO AGENTE ESTABILIZANTE, conforme reivindicação 1 , caracterizado pela borra do café das famílias Coffea arábica e todas as suas variedades e Coffea canephora e todas as suas variedades ser submetida à uma secagem à 100 °C.

3. ÓLEO DA BORRA DE CAFÉ COMO AGENTE ESTABILIZANTE, conforme reivindicação 1 e 2, caracterizado pela retirada dos lipídeos ser via solvente (Hexano P.A) em um extrator tipo soxhlet.

4. ÓLEO DA BORRA DE CAFÉ COMO AGENTE ESTABILIZANTE, conforme reivindicação 1 , 2 e 3, caracterizado pela retirada dos lipídeos via prensa manual ou comercial.

5. ÓLEO DA BORRA DE CAFÉ COMO AGENTE ESTABILIZANTE, conforme reivindicações 1 , 2, 3 e 4, caracterizado pela mistura; solvente-lipídeo ser submetida a um processo de destilação simples.

6. ÓLEO DA BORRA DE CAFÉ COMO AGENTE ESTABILIZANTE, conforme reivindicações 1 , 2, 3, 4 e 5, caracterizado pelo solvente recuperado e os lipídeos serem colocados em outro recipiente.

7. ÓLEO DA BORRA DE CAFÉ COMO AGENTE ESTABILIZANTE, conforme reivindicação 1 , caracterizado pelo óleo ser incorporado por matrizes poliméricas de polímeros convencionais, biodegradáveis ou de engenharia.

8. ÓLEO DA BORRA DE CAFÉ COMO AGENTE ESTABILIZANTE, conforme reivindicação 7, adicionado a sistemas poliméricos nano-estruturados, copolímeros e blendas poliméricas.

9. ÓLEO DA BORRA DE CAFÉ COMO AGENTE ESTABILIZANTE, conforme reivindicações 6, 7 e 8, submetido ao processo de esterilização via radiação ionizante.