Starch nanocrystals : preparation and application to bio-based flexible packaging

par Déborah Le Corre

Thèse de doctorat en Génie civil

Sous la direction de Alain Dufresne et de Julien Bras.

Soutenue le 27-10-2011

à Grenoble , dans le cadre de École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble) , en partenariat avec Laboratoire de Génie des Procédés Papetiers (équipe de recherche) .

Le président du jury était Eliane Espuche.

Le jury était composé de Alain Dufresne, Julien Bras, David Guerin, Helene Angellier-coussy, Timo Makarainen, Hervé Laroche.

Les rapporteurs étaient Patrice Dole, Denis Lourdin, Eric Wehrli.


  • Résumé

    Ce travail examine la potentielle mise à l'échelle industrielle des procédés de préparation des nanocristaux d'amidon (SNCs). Une caractérisation approfondie (morphologie, viscosité, stabilité thermique et propriétés en nanocomposites) de 5 SNCs différents montre une faible influence de la source botanique, contrairement aux nanocristaux de cellulose. L'analyse du procédé de préparation actuel des SNCs a conduit à 3 nouvelles stratégies d'optimisation et à la définition d'une nouvelle génération de SNCs. Une nouvelle application des SNCs, en emballage multicouche, montre également que les SNCs peuvent être utilisés en couchage et contribuer à diminuer la perméabilité à la vapeur d'eau de certains biopolymères. Une analyse du cycle de vie des SNCs dans ce type d'application est également proposée. Cette étude contribue donc à l'avancée de cette thématique et propose des perspectives prometteuses.

  • Titre traduit

    Starch nanoparticules for ecoefficient flexible barrier paper packaging


  • Résumé

    The present work investigates the potential of starch nanocrystals (SNCs) for industrial scaled-up preparation and use. An extensive characterization (morphology, viscosity, thermal stability and properties in nanocomposite) of 5 different SNCs shows, contrary to nanocrystalline cellulose, the limited influence of the botanic source. The analysis of the current preparation process led to three optimization strategies, and to the definition of a new generation of SNCs with smaller dimensions and more homogeneous. A new application of SNCs is presented (multilayer packaging); and showed that SNCs can effectively reduce water vapor permeability of some biopolymers coatings. The life cycle assessment (LCA) of SNCs in this application is also proposed. This study contributes greatly to the advance of the field and offers perspectives for the industrialization of SNCs.


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