Resumo O escalonamento do processo a úmido e o design de uma linha de revestimento para a produção de filmes comestíveis exigem a consideração de vários fatores, como a formulação do filme, a cinética de secagem dos filmes e a seleção de um material de suporte adequado no qual será despejada a solução. O objetivo deste trabalho foi selecionar o material mais adequado para a esteira transportadora, a fim de construir equipamentos para a fabricação de filmes comestíveis através do processo a úmido. As propriedades da superfície da solução filmogênica de amido foram determinadas. Vários materiais comerciais para esteira transportadora foram testados. A dispersibilidade da solução filmogênica e o trabalho de adesão foram determinados. O comportamento mecânico do filme seco foi avaliado por meio das propriedades mecânicas e da resistência ao destacamento. Todos os materiais testados apresentaram bom desempenho nas condições operacionais testadas para obtenção de filmes comestíveis. Finalmente, a esteira de poliuretano foi escolhida devido ao seu desempenho adequado e menor custo.

Abstract The scaling up of the wet process and the design of a coating line to produce edible films, require the consideration of several factors such as, the film formulation, drying kinetics of the films, and the selection of a suitable support material in which to pour the solution. This work aimed to select the most suitable material for the construction of a conveyor belt for the fabrication of edible films through the wet process. The surface properties of the starch film-forming solution were determined. Several commercial materials for conveyor belts were tested. The film-forming solution spreadability and work of adhesion were determined. The mechanical behavior of the dry film was evaluated through mechanical properties and peeling resistance. All materials tested showed good performance under the operational conditions assayed to obtain edible films. Finally, the polyurethane band was chosen due to its appropriate performance and lower cost.

Resumo Formulação de filmes bicamada é uma estratégia para combinar vantagens e propriedades de diferentes materiais formadores de filmes. Filmes de bicamada à base de pectina e goma brea foram formulados, e suas propriedades funcionais foram estudadas e comparadas com aquelas apresentadas por filmes de camada única de cada componente. As micrografias e as propriedades da superfície confirmaram que os filmes bicamada podem manter sua identidade e prevenir a delaminação. As propriedades mecânicas dos filmes dependeram das características e interações do polímero. Verificou-se que os filmes bicamada mostraram prevalência das propriedades da goma brea. Os filmes de goma brea apresentaram alta solubilidade, a qual influenciou a solubilidade do filme bicamada. A permeabilidade ao vapor de água dos filmes bicamada dependeu do material que constituiu o lado em que ocorreu a dessorção. Os filmes de bicamada apresentaram permeabilidade ao vapor de água menor que os filmes de goma brea e maior que os filmes de pectina, de espessuras semelhantes. As propriedades diferenciais de cada camada dos filmes de bicamada os tornam potencialmente interessantes para a liberação controlada de drogas.

Abstract The formulation of bilayer films is a strategy aimed at combining the advantages and properties of different film-forming materials. Bilayer films based on pectin and brea gum were formulated and their functional properties studied and compared with those presented by single layer films of each component. The micrographs and surface properties confirmed that the bilayer films can maintain their identity and prevent delamination. The mechanical properties of the films depended on the characteristics of the polymers and their interactions, and the bilayer films showed prevalence of the brea gum properties. The brea gum films showed high solubility that influenced the bilayer film solubility. The water vapour permeability of the bilayer films was dependent on the material that was exposed to the side where desorption occurred. The bilayer films presented lower water vapour permeability than the brea gum films but higher than that of pectin films of similar thicknesses. The differential properties of each layer of bilayer films make them potentially interesting for controlled drug release.

As propriedades funcionais de filmes à base de amido de milho foram melhoradas pela incorporação de nanoargila (montmorilonita). Nanoargila foi incorporada na matriz polimérica por meio de duas metodologias diferentes e os filmes foram produzidos por casting. Os efeitos da metodologia de preparação e da concentração de nanoargila nas propriedades físico-químicas dos filmes foram estudados. Conforme os métodos de elaboração, filmes intercalados e esfoliados de nanocompósitos foram obtidos. Os espectros FTIR mostraram uma forte interação entre a argila montmorilonita e as moléculas de amido. A opacidade foi dependente do método utilizado para a dispersão da nanoargila. A solubilidade e a permeabilidade ao vapor de água diminuíram com o aumento do teor de montmorilonita e ambas as propriedades foram afetadas pelo método de dispersão. A difusão de água foi dependente do conteúdo de nanoargila, em razão do aumento na tortuosidade do caminho de difusão causado pelas nanopartículas. Os resultados mostraram que a incorporação de 5% de montmorilonita pelo método de dispersão adequado melhorou a resistência à água e as propriedades de barreira dos filmes de amido de milho. As nanopartículas reduziram os danos causados nas propriedades desses filmes hidrofílicos pelo aumento do teor de umidade.

The functional properties of corn starch based films were improved by incorporating nanoclay (Montmorillonite). Nanoclay was incorporated in the polymer matrix using two different methodologies and the films were formed by casting. The effect of film preparation methodology and of the nanoclay concentration on the physicochemical properties of the films was studied. Depending on film preparation method used, intercalated or exfoliated nanocomposite films were obtained. The FTIR spectra showed a strong interaction between the montmorillonite and the starch molecules. Opacity was dependent on the nanoclay dispersion method used. Water vapor solubility and permeability decreased with increasing montmorillonite content and were affected by the dispersion method. Water diffusion was only dependent on the nanoclay content due to the increase in tortuosity of the diffusion path, caused by the nanoparticles. The results showed that the incorporation of 5% of montmorillonite using an adequate dispersion method, improved the water resistance and barrier properties of corn starch based films. Nanoparticles reduced the damage caused to the properties of these hydrophilic films by the increase in moisture content.