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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29538| Título: | Compostabilidade de biopolímeros a base de celulose em sistema de compostagem de resíduos sólidos orgânicos domiciliares |
| Título(s) alternativo(s): | Compostability of biopolymers based on cellulose in household organic solid waste composting system |
| Autor(es): | Piai, Lorena Paloma |
| Orientador(es): | Dal Bosco, Tatiane Cristina |
| Palavras-chave: | Compostagem Biopolímeros Resíduos orgânicos Composting Biopolymers Organic wastes |
| Data do documento: | 22-Jun-2022 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Londrina |
| Citação: | PIAI, Lorena Paloma. Compostabilidade de biopolímeros a base de celulose em sistema de compostagem de resíduos sólidos orgânicos domiciliares. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Ambiental) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2022. |
| Resumo: | Considerando os impactos ambientais causados pelo consumo de materiais feitos de polímeros sintéticos, os biopolímeros surgem com uma alternativa, pois são produzidos a partir de fontes renováveis, como a celulose. Uma possibilidade, portanto, para a sua destinação final é a compostagem para que sua biodegradação ocorra juntamente com os resíduos orgânicos. Neste estudo, objetivou-se avaliar a compostabilidade de biopolímeros a base de celulose, produzidos em diferentes graus de substituição dos grupos hidroxila, em sistema de compostagem de resíduos de hortifrúti e poda de árvores. A compostagem teve duração de 60 dias e foi realizada em uma composteira comercial de 435L, sendo que 145L foram ocupados com resíduos de hortifrúti e 290L com poda de árvore. Logo no início do processo foram inseridos os seguintes biopolímeros: Triacetato de celulose obtido a partir da casca de soja (filme), Diacetato de celulose obtido a partir da casca de soja (em pó), Triacetato de celulose obtido a partir da casca de soja (em pó) e Monoacetato de celulose obtido a partir da casca de aveia (em pó). Os biopolímeros foram retirados da composteira para análise visual da degradação e redução de massa, com 30 e 60 dias a partir do início do processo. Foram monitorados também os seguintes parâmetros da compostagem: temperatura, relação C/N, carbono orgânico total, nitrogênio total, pH, condutividade elétrica, série de sólidos, umidade, descaracterização dos resíduos e redução de massa e volume. Ao final do processo, fez-se a caracterização físico-química do composto obtido. O Monoacetato e o Diacetato apresentaram as maiores reduções de massa aos 60 dias: 98,5% e 98,9%%, respectivamente. Tais tratamentos foram os que apresentaram maior descaracterização visual ao final do período de compostagem. Na compostagem, a fase termofílica durou cerca de 24 dias e a temperatura máxima observada foi de 66°C, ao 2° dia, com duração de 4 horas, o suficiente para indicar o potencial da compostagem na inativação de patógenos. A relação C/N final do composto foi de 5,16 e os teores de carbono orgânico e nitrogênio total foram de 9,39% e 1,82%, respectivamente. O pH do composto final foi de 7,65 e a umidade foi de 52,58%, valor considerado alto segundo a IN 61/2020 do MAPA. Os resíduos de hortifrúti apresentaram completa descaracterização ao final dos 60 dias de compostagem. Já a poda de árvore teve apenas sua granulometria diminuída. A redução de volume e massa foi 29,6% e 55%, respectivamente, resultado interessante do ponto de vista do gerenciamento de tais resíduos. Concluiu-se que a compostagem foi eficiente para a degradação dos resíduos de hortifrúti e que os biopolímeros que apresentaram maior potencial de compostabilidade foram Diacetato de celulose obtido a partir da casca de soja (em pó) e Monoacetato de celulose obtido a partir da casca de aveia (em pó). |
| Abstract: | Considering the environmental impacts caused by the consumption of materials made of synthetic polymers, biopolymers come up with an alternative, as they are produced from renewable sources, such as cellulose. One possibility, therefore, for its final destination is to compost so that its biodegradation occurs together with organic waste. This study aimed to evaluate the compostability of cellulose-based biopolymers, produced in different degrees of hydroxyl group substitution, in a compost system consisted of vegetable garden residues and tree pruning. The composting lasted 60 days and was carried out in a commercial compost of 435L, where 145 liters were occupied with residues of vegetable garden and 290 liters with tree pruning. At the beginning of the process, the following biopolymers were inserted: Cellulose triacetate obtained from soybean hull (film), cellulose diacetate obtained from soybean powder hull, cellulose triacetate obtained from soybean hull (powder) and cellulose monoacetate obtained from oat hull (powder). The biopolymers were removed from the compost for visual analysis of its degradation and mass reduction, after 30 and 60 days from the beginning of the process. The following composting parameters were also monitored: temperature, C/N ratio, total organic carbon, total nitrogen, pH, electrical conductivity, solids series, humidity, waste decharacterization and mass and volume reduction. At the end of the process, compostable material was submitted to a physical-chemical characterization. Monoacetate and Diacetate showed the highest mass reduction after 60 days of composting: 98.5% and 98.9%, respectively. These treatments presented the highest visual mischaracterization at the end of the composting period. The thermophilic phase of the compost lasted about 20 days and the maximum temperature observed was 66°C, at the 2nd day, which lasted 4 hours, enough to indicate the potential of the compost in pathogen inactivation. The final C/N ratio of the compound was 5.16 and the organic carbon and total nitrogen contents were 9.39% and 1.82%, respectively. The pH of the final compound was 7.65 and the humidity was 52.58%, a value considered high according to IN 61/2020 of MAPA. The residues of the vegetable garden showed complete decharacterization at the end of the 60 days of composting. Tree pruning presented only a decrease in its granulometry. The reduction of volume and mass was 29.6% and 55%, respectively, an interesting result from the point of view of the management of such residues. It was concluded that composting was efficient for the degradation of vegetable garden residues and that the biopolymers that presented the highest compostability potential were cellulose diacetate obtained from soybean hull (powder) and cellulose monoacetate obtained from oat hull (powder). |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29538 |
| Aparece nas coleções: | LD - Engenharia Ambiental |
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