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Nanociência, nanotecnologia…                  Credits: Prof. Dr. Henrique Toma (USP, Brazil)
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Nanocargas: Nanocelulose                   Source: Teixeira et al, Cellulose, 2010
Embalagens inteligentes
Migração para alimentos?LDPE: n = 2.6 × 10-7 kg of nanosilver (0.26 mg) after 1 year at 25oCPET: n = 2.2 × 10-10 kg (0.22 ...
Rastreabilidade: Biosensores            http://www.cnpat.embrapa.br/cnpat/cd/jss/acervo/Dc_117.pdf                        ...
Rastreabilidade:              Sensores não-seletivos                         Resultado                             Sensor ...
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Conceitos                       Liberação comum                                            Liberação lentaQuantidade Acumu...
Estruturas Reticuladas (Hidrogéis)                                                  seco             hidratadohttp://www.e...
Zeólitas para redução da Volatilização                                   de Nitrogênio                                10  ...
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El uso actual y potencial de la nanotecnologia en el sector agroalimentario

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Caue Ribeiro, Pesquisador Coordenador da Rede de Pesquisa em Nanotecnologia Aplicada ao Agronegócio, Embrapa

Contexto: Tercer Seminario Regional Agricultura y Cambio Climático: "Nuevas tecnologías en la mitigación y adaptación de la agricultura al cambio climático". Santiago de Chile, 27/09/2012
Más información: http://fao.org/alc/u/2u

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El uso actual y potencial de la nanotecnologia en el sector agroalimentario

  1. 1. El uso actual y potencial de la nanotecnologia en el sector agroalimentario Caue Ribeiro Pesquisador Coordenador da Rede de Pesquisa em Nanotecnologia Aplicada ao Agronegócio, Embrapa Tercer Seminario Regional Agricultura y Cambio Climatico: Nuevas tecnologías en la mitigación y adaptación 27 y 28 de septiembre 2012
  2. 2. Nanociência, nanotecnologia… Credits: Prof. Dr. Henrique Toma (USP, Brazil)
  3. 3. Superfícies e CatáliseHeterogêneaProdutividade de reações químicas: uma área nanotecnológica há um século!  “catalytic materials [heterogeneous catalysis] have been nanostructured for at least a century, and this industry – US$ 100 bilion – is (…) estimate of a future trillion dolar nanotechnology economy (Prof. Dr. David J. Eaglesham, in Letter from the President, MRS Bulletin 2005, 30, 260 – 261)  Prêmio Nobel de Química 2007: Prof. Dr. Gerhard Ertl "(...) Chemical reactions on catalytic surfaces play a vital role in many industrial operations, such as the production of artificial fertilizers [processo Haber-Bosch] (...)" (Nobel Prize Press Release)
  4. 4. Superfícies e CatáliseHeterogêneaProcesso Haber (1910) N2 + 3 H2 → 2 NH3 - Produção de fertilizantes e explosivos.... N2 NH3Processo catalisado H2 por ferro metálico Exemplo de processo químico catalisado por superfícies e esquema do processo Haber. Fonte http://www.spaceflight.esa.int/impress/text/education/Catalysis/index.html
  5. 5. http://www.redeagronano.cnptia.embrapa.br/ Coordenação: Embrapa Instrumentação 158 pesquisadores / 53 Instituições Linhas de pesquisa: •Sensores e Biossensores •Filmes finos comestíveis e embalagens ativas •Bionanocompósitos •Novos usos de nanomateriais sintéticos na agricultura •Avaliação de Impactos em Nanotecnologia •Transferência para a Sociedade em Nanotecnologia
  6. 6. Como a Nanotecnologia chega ao Consumidor Final?• Três níveis de impacto no consumidor final: – Direto: alimentos com nanotecnologia • Nanoaditivos e filmes finos comestíveis – Indireto, com possível contato ou migração: alimentos produzidos, processados ou conservados com auxílio de nanotecnologias • Insumos agrícolas, descontaminação de água, embalagens ativas – Indireto, com mínimo contato ou possibilidade de migração : alimentos monitorados e avaliados com auxílio de nanotecnologia • Sensores de qualidade
  7. 7. Nano’s em alimentos Quitosana CMC ZeínasCredits: Embrapa Instrumentação Agropecuária Revestimentos protetores comestíveis (Dr. Odílio B. G. Assis)
  8. 8. Nano’s em alimentos
  9. 9. Nanocápsulas Nanocápsulas de quitosana cápsula (50 – 250 nm) Emulsão bifásica convencional (maionese)Espaço vazio (em http://tecalim.vilabol.uol.com.br) Nanocápsulas para liberaçãopolímero controlada / lenta e nanoemulsões eXPRESS Polymer Letters Vol.4, No.8 (2010) 509–515
  10. 10. Embalagens Nanocompósitas Oxygen permeability of PLA, PHB and PET and of their nanocomposites
  11. 11. Nanocargas: Nanocelulose Source: Teixeira et al, Cellulose, 2010
  12. 12. Embalagens inteligentes
  13. 13. Migração para alimentos?LDPE: n = 2.6 × 10-7 kg of nanosilver (0.26 mg) after 1 year at 25oCPET: n = 2.2 × 10-10 kg (0.22 μg) of nanosilver after 1 year at 25oC
  14. 14. Rastreabilidade: Biosensores http://www.cnpat.embrapa.br/cnpat/cd/jss/acervo/Dc_117.pdf 14
  15. 15. Rastreabilidade: Sensores não-seletivos Resultado Sensor 3propriedade Sensor 2 Sensor 1 variável
  16. 16. Sensores não-seletivosIdentificação de sucos de fruta usando a Língua Eletrônica
  17. 17. • Plantio direto na palha • http://www.agricultura.gov.br/abc/ Recuperação de áreas degradadas • Integração Lavoura – pecuária – floresta • Plantio de florestas comerciais • Fixação biológica de nitrogênio Estratégias para mitigação de • Tratamento de resíduos animais emissões de N2OComo a nanotecnologia pode colaborar com essas estratégias?
  18. 18. Conceitos Liberação comum Liberação lentaQuantidade Acumulada Faixa de interesse Liberação controlada tempo
  19. 19. Estruturas Reticuladas (Hidrogéis) seco hidratadohttp://www.estadao.com.br/noticias/suplementos,aplicacoes-em-escala-atomica-na-agricultura,640974,0.htm Figure 44 Profiles of ammonium sulfate (N H 4 )42)SO4 4release from hy Figure Profiles of ammonium sulfate (N H 2 SO release from h time in different conditions: (a) [A Am] ¼ 9.0 in wt % ww ith0; 0.5; a time in different conditions: (a) [A Am] ¼ 9.0 in wt % ith 0; 0.5; 6.0; 9.0; and 12.0 AA Amin wt t%. Error bars represent standard devia 6.0; 9.0; and 12.0 A m in w %. Error bars represent standard dev Values of KKF and nnw ere calculated from the inter- Values of F and w ere calculated from the inter- lated late cept and slope of the plot of ln qe qe q versus ln Ce qe . . cept and slope of the plot of ln q versus ln C q KH 2 KH The fitted lines of the data modeled using the The fitted lines of the data modeled using the ues ues
  20. 20. Zeólitas para redução da Volatilização de Nitrogênio 10 Ureia (comum) por cobertura Urea Urea_inc 8 Urea_NBT N volatilized (mg per pot) Ureia + zeolita por cobertura Urea_Zeo NH4NO3 6 NH4SO4 Control Ureia incorporada no solo 4 Uréia + Zeólita 5% 2 Uréia Zeólita 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22Fonte: Bernardi et al, 2010 Period (days)
  21. 21. ametral compression, because this or the practical application as a Nanocompósitos fertilizantesed in Figure 7, the behavior of a Articleat of a fragile material, with poorw pressure. On the other hand, all very deformable, without rupture deformation supported by the that this behavior can not be Form. 1 ureahe Mt structure, because the same Test. uded revealed a low mechanicalmilarity among the three nano- ure 8. Release rate of urea as a function of time for pure urea and001229 | composites at pH 7 and room temperature. h of the J. Agric. Food Chem. 2012, 60, 5267−5272However, by comparing the nanocomposites, one can noteat all of the formulations retarded urea release for up to 120
  22. 22. Embrapa Instrumentação http://www.cnpdia.embrapa.br Rua XV de Novembro, 1452 São Carlos, SP - Brasil - CEP 13560-970 Fone: (16) 2107 2800 Fax: (16) 2107 2902 Rede Agronanohttp://www.redeagronano.cnptia.embrapa.br/ redeagronano@cnpdia.embrapa.br

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