Characterization and chemical modification of coffee processing solid residues for production of new materials.

Atualmente, existe um grande interesse na utilização de materiais lignocelulósicos, principalmente resíduos agroindustriais. Estes materiais apresentam vantagens, como baixo custo, serem renováveis e degradáveis. No entanto, devido a sua natureza hidrofílica, essa utilização tem sido restrita, visto que a hidrofilicidade proporciona a esses materiais instabilidade em suas propriedades físicas. Este trabalho teve como objetivo a obtenção de materiais hidrofóbicos, verificando o efeito de diferentes catalisadores e pré-tratamentos no processo de esterificação da polpa e do pergaminho do café. Os materiais com e sem pré-tratamentos foram esterificados com anidrido acético, na presença de diferentes concentrações dos catalisadores: piridina, 4- dimetilaminopiridina (DMAP) e N-bromossuccinamida (NBS), à temperatura de 120°C por 4 horas. Um ganho de massa após a esterificação foi observado para todas as amostras de pergaminho. No entanto, para a polpa, somente nos materiais que foram previamente tratados para retirada dos extraíveis. Pela análise de raios-X observou-se que a esterificação diminuiu a cristalinidade do pergaminho e aumentou a da polpa. A microscopia eletrônica de varredura (MEV) revelou que as modificações alteram as superfícies da fibra. Após a esterificação as porcentagens de hidrofobicidade dos materiais variaram em torno de 80% a 96% para os diferentes tratamentos. Espectros de infravermelho (FTIR) mostraram bandas referentes a grupos acetil após a modificação, evidenciando a troca de grupos OH por grupos ésteres na parede celular do material. A análise termogravimétrica (TG) mostrou três zonas de perda de massa, sendo a primeira pela perda de água (~100°C) a segunda pela conversão da celulose e hemiceluloses (~330°C) e a terceira pela conversão da lignina (~450°C). Um aumento na porcentagem de perda em 330°C foi observado para os materiais modificados. As análises de FTIR e TG mostraram que os prétratamentos das amostras não melhoram a eficiência da esterificação. No entanto, com base na análise de MEV, concluiu-se que os pré-tratamentos causam uma alteração na superfície dos materiais. Os testes de adsorção do corante catiônico azul de metileno (AM), feitos com os materiais modificados, mostraram que a capacidade de remoção do AM diminuiu com a esterificação. Cálculos teóricos mostraram que, para a formação do intermediário entre o anidrido acético e o catalisador, a reação com NBS foi a que apresentou uma menor energia de ativação. Com base nos resultados obtidos pelos diferentes algorítimos, uma classificação em ordem crescente de eficiência no processo de esterificação pode ser vista para NBS> DMAP> piridina, que concorda com os resultados experimentais observados.Dissertação apresentada à Universidade Federal de Lavras, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Agroquímica, área de concentração em Agroquímica e Agrobioquímica, para a obtenção do título de Mestre