Scale-up de produção de filme ativo de acetato de celulose incorporado com carvacrol por tape-casting

Abstract

Existe uma crescente preocupação com relação ao aumento do consumo de alimentos ultra-processados e, consequentemente, do consumo de aditivos alimentares e do uso de embalagens de origem petroquímica. Neste sentido, objetivou-se estudar o scale-up da produção de um filme ativo de acetato de celulose, incorporado com carvacrol, sendo que este último é um conservante natural considerado GRAS. A técnica escolhida para o aumento de escala foi o tape-casting que permite a produção de filmes a partir de polímeros termoinstáveis sem a necessidade da adição de plastificantes. Uma solução filmogênica foi preparada por meio da dissolução do polímero em solvente que foi espalhado sobre uma placa de suporte com auxílio de uma lâmina controladora de espessura (doctor blade) e retirado do suporte após a secagem. As propriedades reológicas de soluções filmogênicas de diferentes concentrações foram avaliadas. Somente a solução filmogênica de concentração de 12,5\% apresentou características reológicas adequadas para a produção de filmes sem defeitos. A velocidade limite de espalhamento foi determinada para alturas do gap do doctor blade variando entre 0,3 a 0,9 mm. Ela foi crescente com o aumento dos valores do gap, sendo que foi possível produzir filmes em velocidades de até 12,7 cm/s para o maior valor do gap. Cinéticas de secagem, realizadas em baixas temperaturas (21 °C), mostraram que todos os filmes tiveram tempos de secagem menores que 20 min. Ao adicionar o carvacrol à solução filmogênica, o composto permaneceu retido após evaporação do solvente, indicando uma afinidade entre o composto ativo e o polímero. A adição de carvacrol reduziu a permeabilidade ao vapor de água e a temperatura de transição vítrea do polímero, mas não alterou as características visuais e propriedades de superfície dos filmes e teve pouco impacto sobre as propriedades mecânicas.