Utilização de resíduos agroindustriais para produção de polímeros, materiais e embalagens

Abstract

A grande quantidade de resíduos gerada pelo descarte incorreto de embalagens plásticas advindas do petróleo é uma questão que desperta preocupação e tem estimulado a pesquisa de novos materiais de fonte renovável para a produção de embalagens biodegradáveis. Associado a isto, o desperdício de alimentos combinado com o elevado custo de tratamento desses resíduos tem servido como fator preponderante para que novas alternativas sobre a disposição final dos resíduos seja realizada. O objetivo deste trabalho foi elencar e explorar pesquisas relacionados ao uso de resíduos agroindustriais em áreas relacionadas à temática de embalagens como: formulação de compósitos e filmes; produção de biopolímeros, e desenvolvimento de embalagens ativas e/ou inteligentes. Durante a busca bibliográfica, foram encontrados diversos estudos, mas somente alguns foram apresentados devido à relevância e distinção. Após escolha dos trabalhos, eles foram analisados qualitativamente e divididos em três principais segmentos: produção e obtenção de biopolímeros; produção de compósitos e filmes, e desenvolvimento de embalagens ativa e inteligentes. Verificou-se que alguns resíduos possuem diversas aplicabilidades, podendo ser utilizados tanto como substrato para a produção de biopolímeros ou diretamente na formulação de compósitos. O maior destaque dos resíduos foi para a produção de polímeros e monômeros resultantes de rotas fermentativas como os polidroxialcanoatos e o ácido poliláctico, respectivamente. Na formulação de compósitos e blendas poliméricas para confecção de filmes, a maiorias dos estudos relataram resultados positivos quanto à melhoria das propriedades dos materiais ao adicionar resíduos. Cabe ressaltar que, em alguns estudos, ao misturar diferentes subprodutos, melhores resultados foram encontrados em relação ao material com apenas um tipo de resíduo. No estudo de embalagens ativas, os principais ativos utilizados são extratos ricos em compostos fenólicos que atuam principalmente como antioxidantes e antimicrobianos, já nas embalagens inteligentes, as antocianinas, que são corantes naturais, são muito utilizadas como indicadoras de frescor. Grande parte desses extratos são obtidos de cascas e bagaços de frutas, sendo que muitos autores destacaram a necessidade de novos estudos relacionados ao aprimoramento de tecnologias que melhorem o rendimento dos extratos obtidos para aumentar a viabilidade econômica e produção em larga escala. Apesar do uso de resíduos ser promissor a nível acadêmico, poucas empresas relatam o uso de resíduos nas suas rotas de produção. Esse fato pode estar associado à dificuldade em manter um padrão de qualidade nos resíduos coletados, assim como questões de logística e transporte. Além disso, ainda carecem estudos que demonstrem os impactos sociais, econômicos e ambientais do uso destes subprodutos como matéria-prima nas áreas de aplicação citadas anteriormente.

The large amount of waste generated by the incorrect disposal of plastic packaging resulting from oil is a matter of concern and has stimulated research into new materials from renewable sources for the production of biodegradable packaging. Correlated with this, the waste of food combined with the high cost of waste treatment, has served as a major factor for new alternatives on the final disposal of waste. The objective of this work was to list and explore researches related to the use of agro-industrial residues in areas related to the theme of packaging, such as: compacts and films; production of biopolymers, and development of active and/or intelligent packaging. During the bibliographical search, several studies were found, but only a few were presented due to their relevance. After choosing the works, they were qualitatively and divided into three main segments: production and obtaining of biopolymers; production of composites and films, and development of active and intelligent packaging. It was found that some residues have different applicability, and can be used either as a substrate for the production of biopolymers or directly on the basis of composites. The biggest highlight of the residues was for the production of polymers and monomers from fermentation routes such as polyhydroxyalkanoates and polylactic acid, respectively. In the information of polymer composites and blends for making films, most studies reported positive results regarding the improvement of material properties when adding residues. It is notable that, in some studies, when mixing different by-products, better results were found in relation to material with only one type of waste. In the study of active packaging, the main actives used are extracts rich in phenolic compounds that act mainly as antioxidants and antimicrobials, while in intelligent packaging, anthocyanins, which are natural dyes, are widely used as freshness indicators. A large part of these extracts are obtained from fruit peels and marcs, and many authors have highlighted the need for new studies related to the improvement of technologies that improve the yield of the extracts obtained to increase economic viability and large-scale production. Despite the use of residues being promising at the academic level, few companies report the use of residues in their production routes. This fact may be associated with the difficulty in maintaining a quality standard in the collected waste, as well as issues of logistics and transport. In addition, studies that demonstrate the social, economic and environmental impacts of the use of these by-products as raw material are still lacking.