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Capítulo IV–EMBALAGENS PLÁSTICAS




Capítulo IV - EMBALAGENS PLÁSTICAS



1. Propriedades e características                                                 54

2. Interacção embalagem/alimento                                                  59

3. Processos de transformação de plástico                                         61

4. O ambiente e a embalagem de plástico                                           65

5. Controlo da qualidade                                                          66

   5.1.Determinação da espessura                                                  66

   5.2.Determinação da gramagem                                                   66

   5.3.Identificação de materiais                                                 66

   5.4. Determinação de propriedades de tracção                                   67

   5.5. Determinação da Migração                                                  67

   5.6. Determinação da permeabilidade ao vapor de água                           68

   5.7. Determinação da permeabilidade a gases                                    68

   5.8. Avaliação da hermeticidade                                                69




                                                                                       53
Capítulo IV–EMBALAGENS PLÁSTICAS




   1. PROPRIEDADES E CARACTERÍSTICAS


O termo “plásticos” é habitualmente usado para designar materiais à base de polímeros
sintéticos ou naturais modificados, que podem ser moldados pela acção do calor e/ou pressão.
Polímeros são macromoleculas formadas pela repetição de unidades mais pequenas - os
monómeros. Os materiais plásticos usados na embalagem são muito diversificados na sua
estrutura química e apresentam propriedades variáveis em função do processamento, dos
aditivos incorporados e da combinação com outros polímeros.


Os plásticos podem ser classificados em termoplásticos ou termoendurecíveis. Os primeiros
tornam-se flexíveis, amolecem gradualmente e fundem com o aumento da temperatura,
podendo ser moldados várias vezes, enquanto que os segundos, após o fabrico, não podem
voltar a ser moldados porque perdem as suas características iniciais. Os plásticos podem ainda
ser classificados em homopolímeros ou heteropolímeros de acordo com o número de
unidades   básicas   de   natureza   química   diferente   (monómeros)   que   compõem     as
macromoléculas. Em alguns casos os nomes dos polímeros são derivados dos monómeros
antecedidos do prefixo poli. Nos polímeros obtidos por adição, é esta a regra de nomenclatura
mais usual, excepto se monómeros diferentes estiverem envolvidos na reacção. No caso do
monómero ter um nome composto, utiliza-se um parêntesis a seguir ao prefixo “poli”.


                  TABELA I - MONÓMEROS E SIMBOLOGIA DE ALGUNS POLÍMEROS




                                                                                           54
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                                       TABELA II -   PRINCIPAIS POLÍMEROS USADOS EM EMBALAGEM PARA PRODUTOS ALIMENTARES
     NOME        SÍMBOLO                          PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS                                  APLICAÇÕES
Polietileno de             Propriedades barreira: Muito boa barreira à humidade; má barreira a gases e
                                                                                                              Sacos (extrusão de filme), protecção (revestimento), camada interior para
                           gordura
baixa             LDPE     Propriedades térmicas: Boa soldabilidade; Gama de temperaturas: -50 a 80ºC
                                                                                                              termossoldagem de estruturas e camada intermédia para ligação (laminação e
densidade                                                                                                     coextrusão)
                           Resistência mecânica: boa resistência à tracção e à perfuração/impacto
Polietileno de             Propriedades barreira: Muito boa barreira à humidade; má barreira a gases e
                           média barreira à gordura                                                           Sacos para frutas e legumes (extrusão de filme), potes e bandejas (injecção),
alta             HDPE      Propriedades térmicas: Média soldabilidade; Gama de temperaturas:-40 a 121ºC       garrafas de leite esterilizado (extrusão –sopro)
densidade                  Resistência mecânica: óptima resistência à tracção e ao impacto/perfuração
                           Propriedades barreira: Boa barreira à humidade (>PE); fraca barreira a gases e
                                                                                                              Filme termoretractíl (extrusão de filme), taças para gelados e margarinas,
                           gordura
                                                                                                              camada interior para bandejas termoprocessáveis e para fornos
                           Propriedades térmicas: Boa soldabilidade; Filme orientado requer revestimento
                                                                                                              microondas(injecção de copolímero com PE, garrafas para kectchup e molhos
Polipropileno      PP      para termossoldagem; Gama de temperaturas: 0 a 130ºC
                                                                                                              para enchimento a quente (coextrusão –sopro)
                           Resistência mecânica: variável
                                                                                                              Embalagens de alimentos sensíveis à humidade (barreira à humidade)
                           Propriedade ópticas: Elevada transparência (>PE) e excelente brilho
                           Filme não orientado é frágil a temperaturas baixas
                           Propriedades barreira: Muito boa barreira à humidade; fraca barreira a gases e à
                           gordura                                                                            Filme exterior em estruturas, filme metalizado (extrusão de filme), estrutura
Polipropileno
                  OPP      Propriedades térmicas: Fraca soldagem; Gama de temperaturas:-50 a 120ºC            termossoldável (coextrusão com PE e revestido com acrílico), estrutura
orientado                  Resistência mecânica: óptima resistência à tracção e fraca resistência ao          termossoldável boa barreira a gases (revestimento com PVDC)
                           impacto/perfuração
                           Propriedades barreira: Média barreira à humidade; fraca barreira a gases e
                           excelente barreira à gordura                                                       Filme estirável para carnes frescas, frutos e vegetais, filme termoretráctil
Policloreto de             Propriedades térmicas: Média soldabilidade; Gama de temperaturas entre 60-85       (calendragem e extrusão de filme), bandejas e boiões para snacks, chocolates,
                  PVC      e –30ºC                                                                            margarinas e manteiga (termoformação), garrafas de óleo alimentar (extrusão –
vinilo
                           Resistência mecânica: variável                                                     sopro); Etiquetagem de garrafas; Cápsulas de inviolabilidade
                           Propriedade ópticas. Óptima transparência
                           Propriedades barreira: Fraca barreira à humidade; fraca barreira a gases e má
                           barreira à gordura
                                                                                                              Copos de iogurte, caixas para bolos, copos para gelados (termoformação e
                           Propriedades térmicas: Não solda; Gama de temperaturas:-30 a 50 ºC
Poliestireno       PS      Resistência mecânica: muito boa resistência à tracção; muito má resistência ao
                                                                                                              injecção);Janelas para embalagens de cartão
                           impacto/perfuração; Facilidade de termoformação
                           Propriedade ópticas. Elevado brilho e transparência
                           Espuma de células fichadas;
PS expandido      EPS      Bom isolamento térmico e excelente acolchoamento
                                                                                                              Bandejas para supermercados




                                                                                                                                                                                       56
Capítulo IV–EMBALAGENS PLÁSTICAS




                               TABELA II -   PRINCIPAIS POLÍMEROS USADOS EM EMBALAGEM PARA PRODUTOS ALIMENTARES (CONT.)
                        Propriedades barreira: Média barreira à humidade; média barreira a gases e
                                                                                                           Filme exterior em estruturas laminadas, filme metalizado, filme para forno
                        excelente barreira à gordura
                                                                                                           doméstico (extrusão de filme), bandejas para forno microondas e forno
Polietileno             Propriedades térmicas: Não solda; Gama de temperaturas:-40 a 220ºC
                 PET    Resistência mecânica: excelente resistência à tracção e boa resistência ao
                                                                                                           convencional (CPET), pré-congelados (termoformação) garrafas para água
tereftalato                                                                                                mineral e refrigerantes carbonatados, óleo (injecção–sopro)
                        impacto/perfuração
                        Propriedade ópticas: Excelente transparência
                        Propriedades barreira: Má barreira à humidade; boa barreira a gases (0% HR) e
                        excelente barreira à gordura                                                       Embalagem flexível e bandejas para acondicionamento a vácuo e em atmosfera
                        Propriedades térmicas: Não solda; Gama de temperaturas:-50 a 140ºC; Elevada        modificada: queijo, carnes, pescado (coextrusão e laminação)
Poliamida         PA    estabilidade térmica
                        Resistência mecânica: excelente resistência à tracção e ao impacto/perfuração;     Embalagens com resistência a temperaturas elevadas
                        Elevada dureza superficial; Reduzido coeficiente de atrito                         Embalagens “boil – in bag”
                        Propriedade ópticas: Boas
                        Propriedades barreira: Fraca barreira à humidade; fraca barreira a gases e muito
                        boa barreira à gordura                                                             Garrafas reutilizáveis (extrusão–sopro), bandejas para fornos de pré-congelados
Policarbonato     PC    Propriedades térmicas: Não solda; Gama de temperaturas:-90 a 135ºC                 (termoformação); barris de água para máquinas dispensadoras
                        Resistência mecânica: excelente resistência à tracção e ao impacto/perfuração
                                                                                                           Filme envolvente “cling” (extrusão de filme com plastificante ou copolímero),
                        Propriedades barreira: Excelente barreira à humidade, a gases e à gordura
Policloreto de                                                                                             revestimento de filmes (OPP, película celulósica, papel, PET e PA) e de garrafas
                 PVDC   Propriedades térmicas: não aplicável, dado não serem usados individualmente
                                                                                                           de PET, embalagens alta barreira para produtos termoprocessados e para fornos
  vinilideno            Resistência mecânica: não aplicável, dado não serem usados individualmente
                                                                                                           microondas (termoformação de estruturas coextrudidas)
 Copolímero             Propriedades barreira: Fraca barreira à humidade; excelente barreira a gases       Embalagem de atmosfera modificada (coextrusão de filme), embalagens alta
                        (0% HR) e excelente barreira à gordura                                             barreira para produtos termoprocessados e para fornos microondas
etileno-álcool   EVOH   Propriedades térmicas: não aplicável, dado não serem usados individualmente        (termoformação de estruturas coextrudidas), garrafas para produtos sensíveis ao
    vinílico            Resistência mecânica: não aplicável, dado não serem usados individualmente         oxigénio (coextrusão)




                                                                                                                                                                                 57
Capítulo IV–EMBALAGENS PLÁSTICAS


ESPECIFICAÇÕES DOS MATERIAIS PLÁSTICOS
As embalagens plásticas podem ser: filmes plásticos para embalagens flexíveis, garrafas,
potes, tabuleiros, copos, etc..



                      TABELA III – ESPECIFICAÇÕES DE EMBALAGENS PLÁSTICAS

         CARACTERÍSTICAS DIMENSIONAIS      Dimensões
         E                                 Peso
         IDENTIFICAÇÃO                     Capacidade e nível de enchimento
                                           Distribuição de espessura
                                           Identificação da resina base
         PROPRIEDADES MECÂNICAS            Resistência à compressão
         PROPRIEDADES BARREIRA             Hermeticidade
                                           Permeabilidade (vapor de água, gases e luz)
         INÉRCIA                           Migração global e específica
                                           Quantidade máxima residual




                         TABELA IV – ESPECIFICAÇÕES DE FILMES PLÁSTICOS

         CARACTERÍSTICAS DIMENSIONAIS     Distribuição de espessura
         E                                Gramagem
         IDENTIFICAÇÃO                    Identificação da resina base
         PROPRIEDADES MECÂNICAS           Resistência à tracção
                                          Resistência ao rasgamento inicial e propagação
                                          do rasgo
                                          Coeficiente de atrito
         PROPRIEDADES BARREIRA            Permeabilidades (vapor de água, gases e luz)
         INÉRCIA                          Migração global e específica
                                          Quantidade máxima residual




                                                                                           58
Capítulo IV–EMBALAGENS PLÁSTICAS




2. INTERACÇÃO EMBALAGEM/ALIMENTO
O tempo de vida-útil de um produto depende, além das suas características intrínsecas e da
sua aptidão à conservação, de dois factores principais: do contacto directo com a embalagem e
da migração de constituintes, e do contacto com factores da atmosfera, como o oxigénio e a
humidade, e portanto da permeabilidade da embalagem (propriedades barreira).


•   MIGRAÇÃO


A migração é definida como a transferência de substâncias a partir da parede da embalagem
para o alimento, por fenómenos de natureza físico-química. Apesar da inércia total não existir,
e por isso os fenómenos de migração ocorrerem em todos os materiais, os materiais plásticos e
os papéis são sem dúvida os mais problemáticos, dada a natureza das moléculas dos
materiais, e por isso alvo de maior atenção.


A migração é normalmente classificada em migração global ou específica. A primeira
corresponde à totalidade dos componentes que migram da embalagem, sejam eles conhecidos
ou não. A migração específica diz respeito à determinação da transferência de compostos bem
identificados. O interesse da determinação da migração específica prende-se com problemas
de ordem toxicológica, de ordem organoléptica ou com a perda de características do material
de embalagem por migração de alguns aditivos de embalagens poliméricas.


Entre o grande número de compostos que entram na formulação de uma resina, os mais
importantes do ponto de vista da migração são monómeros não convertidos (PVC, PET, PS por
exemplo), aditivos (nomeadamente plastificantes e antioxidantes), solventes residuais de tintas
de impressão ou de adesivos e compostos de termodegradação.




•   PROPRIEDADES BARREIRA


A embalagem de um alimento tem inúmeras funções sendo a de protecção do produto contra a
acção do meio exterior uma das mais importantes. Por um lado o produto necessita de ser
protegido contra danos físicos e mecânicos durante o transporte e distribuição, por outro lado é
necessário garantir a protecção contra a acção de factores ambientais como gases, vapor de
água, luz e odores.




                                                                                             59
Capítulo IV–EMBALAGENS PLÁSTICAS


No que diz respeito às transferências gasosas a embalagem desempenha um papel duplo:


- barreira à transferência do exterior para o interior da embalagem


        a) barreira ao oxigénio e ao vapor de água para protecção dos produtos sensíveis ao
        oxigénio (batata frita) ou sujeitos a hidratação (bolachas)


        b) barreira igualmente para todas as substâncias voláteis que podem estar presentes
        no ambiente (hidrocarbonetos, fumos, aromas...) e susceptíveis de alterar as
        propriedades organolépticas (gosto, odor) do alimento


- barreira à transferência do interior para o exterior de forma a evitar


        a) perda de aroma específico do produto (exemplo: café)


        b) desidratação de produtos, sempre que se trate de um produto húmido ou semi-
        húmido (exemplos: pão, carnes frescas, queijos)


        c) perda de gás ou mistura gasosa que pode ser introduzida no interior da embalagem
        para conservação do produto (exemplos: dióxido de carbono, azoto, etc.)


Os requisitos de barreira necessários a uma embalagem devem ser definidos para cada
produto alimentar, considerando-se a sua composição, forma de apresentação, sistema de
distribuição e tempo de vida útil desejado. A determinação das propriedades barreira dos
materiais é feita com métodos normalizados.


Ao contrário dos recipientes de vidro e de metal, as embalagens plásticas são permeáveis a
gases (oxigénio, dióxido de carbono, etc.) e ao vapor de água, num grau maior ou menor,
consoante os materiais. Estes também são permeáveis a vapores orgânicos (odores estranhos
provenientes do meio ambiente ou odores característicos do produto). A luz, em particular a
ultra-violeta (de menor comprimento de onda) pode catalisar reacções adversas como reacções
de oxidação, que conduzem a descoloração, perda de nutrientes e desenvolvimento de odores,
por isso algumas embalagens devem também ser barreira à luz, em particular a alguns
comprimentos de onda.




                                                                                           60
Capítulo IV–EMBALAGENS PLÁSTICAS


3. PROCESSOS DE TRANSFORMAÇÃO
As embalagens são produzidas pelos seguintes processos:
           •   Extrusão para produção de filmes e chapas
           •   Termoformação para produção de copos e bandejas
           •   Injecção para produção de tampas, copos
           •   Sopro para produção de garrafas



EXTRUSÃO

       de matriz tubular para obtenção de sacos plásticos
       de matriz plana para obtenção de filmes e chapas para transformação posterior


No processo de extrusão, os grânulos de resina de plástico são sujeitos a elevadas
temperaturas e pressões na extrusora, havendo a sua fusão. O material plástico sai da
extrusora em forma de filme ou de chapa plástica com dimensões que dependem da matriz.




               FIGURA 1. Exemplo de extrusão de matriz tubular e matriz plana




                                                                        FIGURA 2. Saída da
                                                                         extrusora (perfis
                                                                            diferentes)




                                                                                             61
Capítulo IV–EMBALAGENS PLÁSTICAS


TERMOFORMAÇÃO

A partir de uma chapa plástica aquecida, a embalagem forma-se por moldação a vácuo com
um molde macho ou com um molde fêmea, ou por um único molde “macho-fêmea”. No
processo a vácuo, a chapa depois de aquecida é “sugada” contra as paredes do molde; no
processo de pressão, a chapa depois de aquecida é “atirada” contra as paredes do molde por
injecção de ar; no processo “macho-fêmea” a chapa aquecida passa entre um molde e contra-
molde tomando a forma destes. A termoformação é muito usada para fabrico de copos, potes e
bandejas, artigos baixos e de boca larga.




    Molde fêmea                                  Molde macho


           FIGURA 3. Termoformação por vácuo com molde macho e por molde fêmea



INJECÇÃO
A resina é fundida numa máquina de injecção, e é forçada a entrar num molde. É arrefecida
dentro do molde e em seguida retirada por ejectores mecânicos ou pneumáticos. O molde é
constituído por duas ou mais partes que se abrem depois para deixar sair a peça moldada. A
injecção é usada para fabrico de tampas, copos e bandejas.




                               FIGURA 4. Moldagem por injecção




                                                                                          62
Capítulo IV–EMBALAGENS PLÁSTICAS




                          FIGURA 5. Esquema do molde de injecção



EXTRUSÃO –SOPRO

Este processo é usado para moldar garrafas. A resina é fundida no extrusor e sai na forma de
uma pequena manga (também chamada “gota” ou “parison”). O “parison” entra num molde
onde através de um sopro de ar comprimido é forçado contra as paredes do molde ficando com
a forma final.




                                               FIGURA 6. Extrusão-sopro (programação de
                                               parison)




FIGURA 7. Esquema do processo
Extrusão-Sopro




                                                                                          63
Capítulo IV–EMBALAGENS PLÁSTICAS


INJECÇÃO – SOPRO

Este processo também é usado para fabricar garrafas. O processo é idêntico ao anterior só que
desta vez o “parison” é injectado numa pré-forma em vez de ser extrudido numa manga. A pré-
forma já tem a marisa moldada, e só o corpo é depois soprado para a sua forma final num
segundo molde. Neste processo as embalagens obtidas apresentam uma melhor distribuição
de espessura e a possibilidade de a segunda moldação ser efectuada à medida da utilização
das embalagens.




                       FIGURA 8. Esquema de moldagem injecção-sopro


Na maioria das aplicações para embalagem, há necessidade de se combinarem materiais
plásticos diferentes ou mesmo combinar materiais plásticos com outros materiais como o
alumínio ou o cartão para se obterem as características requeridas de protecção, soldabilidade,
boa impressão, etc. A combinação de diferentes materiais é normalmente feita por coextrusão
(extrusão simultânea de polímeros), laminação (junção de vários filmes plásticos e/ou película
de alumínio, folha de papel por intermédio de um adesivo ou cola) ou por revestimento
(deposição de outro material polimérico ou metálico – metalização).




                              FIGURA 9. Esquema da coextrusão



                                                                                            64
Capítulo IV–EMBALAGENS PLÁSTICAS


4. O AMBIENTE E A EMBALAGEM DE PLÁSTICO


A forma de gestão dos resíduos de materiais plásticos mais interessante, do ponto de vista
técnico e ambiental, são a reciclagem e a incineração com recuperação energética. Há alguns
materiais plásticos que podem ser usados em garrafas reutilizáveis como o Policarbonato (PC)
ou o Polietileno tereftalato (PET), existindo exemplos em vários países europeus.


O processo de reciclagem inicia-se com triagem e
separação dos diversos tipos de plástico que são
depois encaminhados para os diferentes recicladores.
A reciclagem dos plásticos misturados prejudica muito a
qualidade do reciclado e limita as suas aplicações. Para
facilitar a identificação dos plásticos é corrente as
embalagens conterem um símbolo convencionado pela
Society of Plastic Industry.


A reciclagem dos plásticos podem ser mecânica ou química. O processo mecânico, bastante
difundido, consiste essencialmente no reprocessamento por             extrusão      dos   resíduos
devidamente triados: faz-se a trituração, lavagem, aglomeração e extrusão (por vezes, com
adição de pigmentos e outros aditivos) e granulação para obtenção do produto final. Este
granulado, cuja qualidade depende muito da qualidade dos resíduos de que se parte, é
posteriormente utilizado para fabrico de objectos e utensílios como tubos, suportes de canetas,
baldes, recipientes, contentores e outros.


A reciclagem química pode ser feita por pirólise e por hidrólise, envolvendo a quebra da
estrutura do polímero em moléculas pequenas (podendo mesmo haver recuperação dos
monómeros). Este material após purificação é usado novamente em processos químicos e
processos de polimerização para fabrico de plástico novo ou como fuel. São processos mais
específicos, muitas vezes ainda em desenvolvimento ou a funcionar numa escala experimental
ainda não economicamente rentável.


Contrariamente ao caso do vidro e do alumínio, na reciclagem dos plásticos há uma certa
degradação das propriedades físico-mecânicas e há também alguma reserva em relação à
segurança dos materiais plásticos reciclados para contacto directo com os alimentos. Por isso
estes materiais são normalmente reciclados para outros fins, menos exigentes.


Os plásticos podem ainda ser incinerados tendo em vista o aproveitamento do seu valor
energético, sendo os resíduos que mais contribuem para o valor energético dos resíduos
sólidos urbanos devido ao seu elevado poder calorífico.




                                                                                               65
Capítulo IV–EMBALAGENS PLÁSTICAS


5.     CONTROLO DA QUALIDADE DE EMBALAGENS PLÁSTICAS


São inúmeros os ensaios de controlo de qualidade e avaliação de especificações em materiais
e embalagens plásticas. No entanto salientamos aqueles que reflectem de alguma forma as
suas características físicas e químicas, de resistência mecânica, propriedades barreira e de
migração (inércia química).




5.1.   Determinação da espessura

A espessura influencia o desempenho do material da embalagem relativamente à resistência
mecânica, à permeabilidade ao vapor de água e gases e consequentemente à vida-útil dos
alimentos. A espessura pode ser determinada por método directo ou por método gravimétrico.
Para a determinação de filmes não impressos ou gravados é habitualmente usado o método
directo. Caso os filmes sejam impressos ou gravados utiliza-se o método gravimétrico.


Estes métodos vêm descritos em normas portuguesas NP 2214 ”Materiais plásticos. Filme e
folha. Determinação da espessura por medição directa” e NP 2211 “Materiais plásticos. Filme e
folha. Determinação da espessura média de uma amostra por processos gravimétricos”; ambas
de 1986.




5.2.   Determinação da gramagem

A gramagem é definida como o peso de uma determinada área do material e habitualmente é
expressa em g/m2. A gramagem está directamente relacionada com a resistência mecânica do
material e pode ser determinada em filmes de uma camada ou multicamada. Não existe norma
específica para a determinação da gramagem em materiais plásticos mas a norma EN ISO 536
”Paper and board – Determination of gramage” de 1996 pode servir de referência.




5.3.   Identificação de materiais

Esta determinação tem como objectivo conhecer a natureza de um determinado material e
normalmente é realizada para facilitar a condução de ensaios físicos e mecânicos e para
interpretar os resultados fornecidos pelos mesmos. A determinação pode ser feita por ensaio
simples (método químico) que se baseia na solubilidade, na queima ou na reacção a
determinados reagentes, ou por espectroscopia na região do infravermelho. Neste último caso
a identificação do material é feita por comparação dos espectros obtidos com espectros de
materiais conhecidos.




                                                                                          66
Capítulo IV–EMBALAGENS PLÁSTICAS


5.4.    Determinação das propriedades de tracção

Este ensaio permite determinar a resistência ao alongamento e ruptura do material quando
submetido a acção de tracção, como nos processos de impressão, laminação, conversão e
durante todo o manuseamento da embalagem. Neste ensaio o provete do material a testar é
fixado entre duas garras pneumáticas que vão ser
traccionadas a uma velocidade constante. A força de
resistência que o material exerce é medido e registado
obtendo-se normalmente um gráfico semelhante ao
indicado na figura 10. O método de determinação vem
descrito na norma ASTM D 882 – 97 “Standard test
method for tensile properties of thin plastic sheeting”.



                                                           FIGURA 10. Perfil típico da tracção

5.5.    Determinação da Migração

A migração é uma medida da transferência de substâncias provenientes da embalagem para o
produto embalado, por fenómenos de natureza físico–química e é normalmente classificada em
migração global e migração específica (ver ponto 2.1. deste capítulo).


Neste ensaio a amostra de material ou objecto é colocado em contacto com o simulador
adequado durante um período de tempo e à temperatura que a norma de ensaio indica para
simular as condições de contacto habituais e previsíveis na utilização das amostras. Ao fim
desse tempo, o simulador é evaporado e o resíduo de substância quantificado.


A uso de simuladores dos alimentos tem a ver com o facto de nem sempre ser possível utilizar
os próprios alimentos para ensaiar os materiais que com eles entram em contacto. Os
simuladores normais são a água destilada, solução de ácido acético a 3%, solução de álcool a
10% e o azeite para simular produtos ricos em gordura. Neste último caso, a quantificação da
matéria extraída não pode obviamente ser feita por evaporação do simulador, sendo uma
metodologia muito mais morosa e requerendo o recurso a cromatografia gasosa.


As condições de ensaio são determinadas pelas condições de utilização desse material plástico
e definidas de acordo com o estabelecido no Decreto Lei 123/2001. Em termos de migração
global, os materiais e objectos de matéria plástica não devem ceder os seus constituintes aos
alimentos em quantidades superiores a 10mg/dm2 da área de superfície do material ou
equivalente a 60mg/Kg de produto alimentar.




                                                                                                 67
Capítulo IV–EMBALAGENS PLÁSTICAS




5.6.   Determinação da permeabilidade ao vapor de água

A permeabilidade (ou taxa) ao vapor de água é definida como a quantidade de vapor de água
que passa através de uma unidade de área do material, por unidade de tempo, sob as
condições de teste, e é habitualmente expressa em g/m2dia.


A determinação pode ser feita sobre o material da embalagem ou sobre a embalagem já pronta
quando se deseja determinar o efeito do sistema de fecho ou do processo de fabrico sobre
essa propriedade, avaliar materiais e configurações para certo tipo de embalagem, comparar o
desempenho de embalagens, avaliar a adequação de protecção para certo produto ou
aplicação.


A permeabilidade pode ser determinada pelo método gravimétrico (para valores superiores a 1
g/m2dia), ou por métodos rápidos que fazem uso de sensores especiais, como o infravermelho.
O método gravimétrico baseia-se no aumento de massa de um material higroscópico colocado
no interior de uma cápsula e isolado do meio ambiente pelo material de embalagem cuja taxa
de transferência se deseja conhecer. No método com sensor de infravermelho o provete é
colocado como divisória entre duas cavidades de uma célula de difusão. Numa das cavidades
existe uma atmosfera de 100% de humidade relativa enquanto na outra há um fluxo contínuo
de gás de arraste seco (azoto). À medida que o vapor de água passa através do material de
teste, é conduzido pelo gás de arraste para um detector infravermelho, onde é quantificado. O
método gravimétrico vem descrito na norma ASTM E96, e o método do sensor de
infravermelho na norma ASTM F1249.




5.7.   Determinação da permeabilidade a gases

A permeabilidade a um determinado gás (oxigénio, dióxido de carbono, etc.) é definido como a
quantidade desse gás que passa através de uma unidade de área de material, por unidade de
tempo, nas condições de teste, e é habitualmente expressa em mL/m2*dia*bar.


A medida de permeabilidade a gases e em particular ao oxigénio é relativamente difícil,
especialmente para materiais barreira. Existem dois métodos básicos: método por aumento de
pressão (norma DIN 53380) e o método com sensor coulorimétrico (norma ASTM D3985).


No método por aumento de pressão a quantidade de gás que passa através da amostra num
dado tempo é medida pela alteração da pressão. A amostra forma uma barreira entre duas
câmaras numa célula de transferência de gás. Uma pressão constante elevada (geralmente 1
atm) é mantida numa das câmaras e uma pressão baixa (geralmente vácuo) é inicialmente
estabelecida na outra câmara. Sabendo que a diferença de pressão entre as duas superfícies


                                                                                          68
Capítulo IV–EMBALAGENS PLÁSTICAS


do material não varia significativamente, o coeficiente de permeabilidade pode ser calculado a
partir do declive da linha de representação da variação da pressão com o tempo. O método
com sensor coulorimétrico tem a vantagem de permitir determinar a permeabilidade em sacos,
tubos, copos, garrafas, etc. e não apenas em plásticos sob a forma de filmes. Desta forma é
possível um controlo mais eficaz dos possíveis efeitos adversos resultantes das máquinas de
processamento, impressão e distribuição.




5.8.   Avaliação da hermeticidade

Este ensaio é muito utilizado em embalagens assépticas cartonadas e pode identificar falhas
na termossoldagem com dimensões de um capilar e “pinholes” ou quebras no corpo da
embalagem. No ensaio da determinação da integridade, é aplicada uma pequena quantidade
de uma solução colorida de baixa tensão superficial directamente sobre a área de soldagem ou
na parte interna do corpo da embalagem. É posteriormente verificada a penetração desta
solução através da termossoldagem.




                                                                                           69

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  • 1. Capítulo IV–EMBALAGENS PLÁSTICAS Capítulo IV - EMBALAGENS PLÁSTICAS 1. Propriedades e características 54 2. Interacção embalagem/alimento 59 3. Processos de transformação de plástico 61 4. O ambiente e a embalagem de plástico 65 5. Controlo da qualidade 66 5.1.Determinação da espessura 66 5.2.Determinação da gramagem 66 5.3.Identificação de materiais 66 5.4. Determinação de propriedades de tracção 67 5.5. Determinação da Migração 67 5.6. Determinação da permeabilidade ao vapor de água 68 5.7. Determinação da permeabilidade a gases 68 5.8. Avaliação da hermeticidade 69 53
  • 2. Capítulo IV–EMBALAGENS PLÁSTICAS 1. PROPRIEDADES E CARACTERÍSTICAS O termo “plásticos” é habitualmente usado para designar materiais à base de polímeros sintéticos ou naturais modificados, que podem ser moldados pela acção do calor e/ou pressão. Polímeros são macromoleculas formadas pela repetição de unidades mais pequenas - os monómeros. Os materiais plásticos usados na embalagem são muito diversificados na sua estrutura química e apresentam propriedades variáveis em função do processamento, dos aditivos incorporados e da combinação com outros polímeros. Os plásticos podem ser classificados em termoplásticos ou termoendurecíveis. Os primeiros tornam-se flexíveis, amolecem gradualmente e fundem com o aumento da temperatura, podendo ser moldados várias vezes, enquanto que os segundos, após o fabrico, não podem voltar a ser moldados porque perdem as suas características iniciais. Os plásticos podem ainda ser classificados em homopolímeros ou heteropolímeros de acordo com o número de unidades básicas de natureza química diferente (monómeros) que compõem as macromoléculas. Em alguns casos os nomes dos polímeros são derivados dos monómeros antecedidos do prefixo poli. Nos polímeros obtidos por adição, é esta a regra de nomenclatura mais usual, excepto se monómeros diferentes estiverem envolvidos na reacção. No caso do monómero ter um nome composto, utiliza-se um parêntesis a seguir ao prefixo “poli”. TABELA I - MONÓMEROS E SIMBOLOGIA DE ALGUNS POLÍMEROS 54
  • 4. Capítulo IV–EMBALAGENS PLÁSTICAS TABELA II - PRINCIPAIS POLÍMEROS USADOS EM EMBALAGEM PARA PRODUTOS ALIMENTARES NOME SÍMBOLO PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS APLICAÇÕES Polietileno de Propriedades barreira: Muito boa barreira à humidade; má barreira a gases e Sacos (extrusão de filme), protecção (revestimento), camada interior para gordura baixa LDPE Propriedades térmicas: Boa soldabilidade; Gama de temperaturas: -50 a 80ºC termossoldagem de estruturas e camada intermédia para ligação (laminação e densidade coextrusão) Resistência mecânica: boa resistência à tracção e à perfuração/impacto Polietileno de Propriedades barreira: Muito boa barreira à humidade; má barreira a gases e média barreira à gordura Sacos para frutas e legumes (extrusão de filme), potes e bandejas (injecção), alta HDPE Propriedades térmicas: Média soldabilidade; Gama de temperaturas:-40 a 121ºC garrafas de leite esterilizado (extrusão –sopro) densidade Resistência mecânica: óptima resistência à tracção e ao impacto/perfuração Propriedades barreira: Boa barreira à humidade (>PE); fraca barreira a gases e Filme termoretractíl (extrusão de filme), taças para gelados e margarinas, gordura camada interior para bandejas termoprocessáveis e para fornos Propriedades térmicas: Boa soldabilidade; Filme orientado requer revestimento microondas(injecção de copolímero com PE, garrafas para kectchup e molhos Polipropileno PP para termossoldagem; Gama de temperaturas: 0 a 130ºC para enchimento a quente (coextrusão –sopro) Resistência mecânica: variável Embalagens de alimentos sensíveis à humidade (barreira à humidade) Propriedade ópticas: Elevada transparência (>PE) e excelente brilho Filme não orientado é frágil a temperaturas baixas Propriedades barreira: Muito boa barreira à humidade; fraca barreira a gases e à gordura Filme exterior em estruturas, filme metalizado (extrusão de filme), estrutura Polipropileno OPP Propriedades térmicas: Fraca soldagem; Gama de temperaturas:-50 a 120ºC termossoldável (coextrusão com PE e revestido com acrílico), estrutura orientado Resistência mecânica: óptima resistência à tracção e fraca resistência ao termossoldável boa barreira a gases (revestimento com PVDC) impacto/perfuração Propriedades barreira: Média barreira à humidade; fraca barreira a gases e excelente barreira à gordura Filme estirável para carnes frescas, frutos e vegetais, filme termoretráctil Policloreto de Propriedades térmicas: Média soldabilidade; Gama de temperaturas entre 60-85 (calendragem e extrusão de filme), bandejas e boiões para snacks, chocolates, PVC e –30ºC margarinas e manteiga (termoformação), garrafas de óleo alimentar (extrusão – vinilo Resistência mecânica: variável sopro); Etiquetagem de garrafas; Cápsulas de inviolabilidade Propriedade ópticas. Óptima transparência Propriedades barreira: Fraca barreira à humidade; fraca barreira a gases e má barreira à gordura Copos de iogurte, caixas para bolos, copos para gelados (termoformação e Propriedades térmicas: Não solda; Gama de temperaturas:-30 a 50 ºC Poliestireno PS Resistência mecânica: muito boa resistência à tracção; muito má resistência ao injecção);Janelas para embalagens de cartão impacto/perfuração; Facilidade de termoformação Propriedade ópticas. Elevado brilho e transparência Espuma de células fichadas; PS expandido EPS Bom isolamento térmico e excelente acolchoamento Bandejas para supermercados 56
  • 5. Capítulo IV–EMBALAGENS PLÁSTICAS TABELA II - PRINCIPAIS POLÍMEROS USADOS EM EMBALAGEM PARA PRODUTOS ALIMENTARES (CONT.) Propriedades barreira: Média barreira à humidade; média barreira a gases e Filme exterior em estruturas laminadas, filme metalizado, filme para forno excelente barreira à gordura doméstico (extrusão de filme), bandejas para forno microondas e forno Polietileno Propriedades térmicas: Não solda; Gama de temperaturas:-40 a 220ºC PET Resistência mecânica: excelente resistência à tracção e boa resistência ao convencional (CPET), pré-congelados (termoformação) garrafas para água tereftalato mineral e refrigerantes carbonatados, óleo (injecção–sopro) impacto/perfuração Propriedade ópticas: Excelente transparência Propriedades barreira: Má barreira à humidade; boa barreira a gases (0% HR) e excelente barreira à gordura Embalagem flexível e bandejas para acondicionamento a vácuo e em atmosfera Propriedades térmicas: Não solda; Gama de temperaturas:-50 a 140ºC; Elevada modificada: queijo, carnes, pescado (coextrusão e laminação) Poliamida PA estabilidade térmica Resistência mecânica: excelente resistência à tracção e ao impacto/perfuração; Embalagens com resistência a temperaturas elevadas Elevada dureza superficial; Reduzido coeficiente de atrito Embalagens “boil – in bag” Propriedade ópticas: Boas Propriedades barreira: Fraca barreira à humidade; fraca barreira a gases e muito boa barreira à gordura Garrafas reutilizáveis (extrusão–sopro), bandejas para fornos de pré-congelados Policarbonato PC Propriedades térmicas: Não solda; Gama de temperaturas:-90 a 135ºC (termoformação); barris de água para máquinas dispensadoras Resistência mecânica: excelente resistência à tracção e ao impacto/perfuração Filme envolvente “cling” (extrusão de filme com plastificante ou copolímero), Propriedades barreira: Excelente barreira à humidade, a gases e à gordura Policloreto de revestimento de filmes (OPP, película celulósica, papel, PET e PA) e de garrafas PVDC Propriedades térmicas: não aplicável, dado não serem usados individualmente de PET, embalagens alta barreira para produtos termoprocessados e para fornos vinilideno Resistência mecânica: não aplicável, dado não serem usados individualmente microondas (termoformação de estruturas coextrudidas) Copolímero Propriedades barreira: Fraca barreira à humidade; excelente barreira a gases Embalagem de atmosfera modificada (coextrusão de filme), embalagens alta (0% HR) e excelente barreira à gordura barreira para produtos termoprocessados e para fornos microondas etileno-álcool EVOH Propriedades térmicas: não aplicável, dado não serem usados individualmente (termoformação de estruturas coextrudidas), garrafas para produtos sensíveis ao vinílico Resistência mecânica: não aplicável, dado não serem usados individualmente oxigénio (coextrusão) 57
  • 6. Capítulo IV–EMBALAGENS PLÁSTICAS ESPECIFICAÇÕES DOS MATERIAIS PLÁSTICOS As embalagens plásticas podem ser: filmes plásticos para embalagens flexíveis, garrafas, potes, tabuleiros, copos, etc.. TABELA III – ESPECIFICAÇÕES DE EMBALAGENS PLÁSTICAS CARACTERÍSTICAS DIMENSIONAIS Dimensões E Peso IDENTIFICAÇÃO Capacidade e nível de enchimento Distribuição de espessura Identificação da resina base PROPRIEDADES MECÂNICAS Resistência à compressão PROPRIEDADES BARREIRA Hermeticidade Permeabilidade (vapor de água, gases e luz) INÉRCIA Migração global e específica Quantidade máxima residual TABELA IV – ESPECIFICAÇÕES DE FILMES PLÁSTICOS CARACTERÍSTICAS DIMENSIONAIS Distribuição de espessura E Gramagem IDENTIFICAÇÃO Identificação da resina base PROPRIEDADES MECÂNICAS Resistência à tracção Resistência ao rasgamento inicial e propagação do rasgo Coeficiente de atrito PROPRIEDADES BARREIRA Permeabilidades (vapor de água, gases e luz) INÉRCIA Migração global e específica Quantidade máxima residual 58
  • 7. Capítulo IV–EMBALAGENS PLÁSTICAS 2. INTERACÇÃO EMBALAGEM/ALIMENTO O tempo de vida-útil de um produto depende, além das suas características intrínsecas e da sua aptidão à conservação, de dois factores principais: do contacto directo com a embalagem e da migração de constituintes, e do contacto com factores da atmosfera, como o oxigénio e a humidade, e portanto da permeabilidade da embalagem (propriedades barreira). • MIGRAÇÃO A migração é definida como a transferência de substâncias a partir da parede da embalagem para o alimento, por fenómenos de natureza físico-química. Apesar da inércia total não existir, e por isso os fenómenos de migração ocorrerem em todos os materiais, os materiais plásticos e os papéis são sem dúvida os mais problemáticos, dada a natureza das moléculas dos materiais, e por isso alvo de maior atenção. A migração é normalmente classificada em migração global ou específica. A primeira corresponde à totalidade dos componentes que migram da embalagem, sejam eles conhecidos ou não. A migração específica diz respeito à determinação da transferência de compostos bem identificados. O interesse da determinação da migração específica prende-se com problemas de ordem toxicológica, de ordem organoléptica ou com a perda de características do material de embalagem por migração de alguns aditivos de embalagens poliméricas. Entre o grande número de compostos que entram na formulação de uma resina, os mais importantes do ponto de vista da migração são monómeros não convertidos (PVC, PET, PS por exemplo), aditivos (nomeadamente plastificantes e antioxidantes), solventes residuais de tintas de impressão ou de adesivos e compostos de termodegradação. • PROPRIEDADES BARREIRA A embalagem de um alimento tem inúmeras funções sendo a de protecção do produto contra a acção do meio exterior uma das mais importantes. Por um lado o produto necessita de ser protegido contra danos físicos e mecânicos durante o transporte e distribuição, por outro lado é necessário garantir a protecção contra a acção de factores ambientais como gases, vapor de água, luz e odores. 59
  • 8. Capítulo IV–EMBALAGENS PLÁSTICAS No que diz respeito às transferências gasosas a embalagem desempenha um papel duplo: - barreira à transferência do exterior para o interior da embalagem a) barreira ao oxigénio e ao vapor de água para protecção dos produtos sensíveis ao oxigénio (batata frita) ou sujeitos a hidratação (bolachas) b) barreira igualmente para todas as substâncias voláteis que podem estar presentes no ambiente (hidrocarbonetos, fumos, aromas...) e susceptíveis de alterar as propriedades organolépticas (gosto, odor) do alimento - barreira à transferência do interior para o exterior de forma a evitar a) perda de aroma específico do produto (exemplo: café) b) desidratação de produtos, sempre que se trate de um produto húmido ou semi- húmido (exemplos: pão, carnes frescas, queijos) c) perda de gás ou mistura gasosa que pode ser introduzida no interior da embalagem para conservação do produto (exemplos: dióxido de carbono, azoto, etc.) Os requisitos de barreira necessários a uma embalagem devem ser definidos para cada produto alimentar, considerando-se a sua composição, forma de apresentação, sistema de distribuição e tempo de vida útil desejado. A determinação das propriedades barreira dos materiais é feita com métodos normalizados. Ao contrário dos recipientes de vidro e de metal, as embalagens plásticas são permeáveis a gases (oxigénio, dióxido de carbono, etc.) e ao vapor de água, num grau maior ou menor, consoante os materiais. Estes também são permeáveis a vapores orgânicos (odores estranhos provenientes do meio ambiente ou odores característicos do produto). A luz, em particular a ultra-violeta (de menor comprimento de onda) pode catalisar reacções adversas como reacções de oxidação, que conduzem a descoloração, perda de nutrientes e desenvolvimento de odores, por isso algumas embalagens devem também ser barreira à luz, em particular a alguns comprimentos de onda. 60
  • 9. Capítulo IV–EMBALAGENS PLÁSTICAS 3. PROCESSOS DE TRANSFORMAÇÃO As embalagens são produzidas pelos seguintes processos: • Extrusão para produção de filmes e chapas • Termoformação para produção de copos e bandejas • Injecção para produção de tampas, copos • Sopro para produção de garrafas EXTRUSÃO de matriz tubular para obtenção de sacos plásticos de matriz plana para obtenção de filmes e chapas para transformação posterior No processo de extrusão, os grânulos de resina de plástico são sujeitos a elevadas temperaturas e pressões na extrusora, havendo a sua fusão. O material plástico sai da extrusora em forma de filme ou de chapa plástica com dimensões que dependem da matriz. FIGURA 1. Exemplo de extrusão de matriz tubular e matriz plana FIGURA 2. Saída da extrusora (perfis diferentes) 61
  • 10. Capítulo IV–EMBALAGENS PLÁSTICAS TERMOFORMAÇÃO A partir de uma chapa plástica aquecida, a embalagem forma-se por moldação a vácuo com um molde macho ou com um molde fêmea, ou por um único molde “macho-fêmea”. No processo a vácuo, a chapa depois de aquecida é “sugada” contra as paredes do molde; no processo de pressão, a chapa depois de aquecida é “atirada” contra as paredes do molde por injecção de ar; no processo “macho-fêmea” a chapa aquecida passa entre um molde e contra- molde tomando a forma destes. A termoformação é muito usada para fabrico de copos, potes e bandejas, artigos baixos e de boca larga. Molde fêmea Molde macho FIGURA 3. Termoformação por vácuo com molde macho e por molde fêmea INJECÇÃO A resina é fundida numa máquina de injecção, e é forçada a entrar num molde. É arrefecida dentro do molde e em seguida retirada por ejectores mecânicos ou pneumáticos. O molde é constituído por duas ou mais partes que se abrem depois para deixar sair a peça moldada. A injecção é usada para fabrico de tampas, copos e bandejas. FIGURA 4. Moldagem por injecção 62
  • 11. Capítulo IV–EMBALAGENS PLÁSTICAS FIGURA 5. Esquema do molde de injecção EXTRUSÃO –SOPRO Este processo é usado para moldar garrafas. A resina é fundida no extrusor e sai na forma de uma pequena manga (também chamada “gota” ou “parison”). O “parison” entra num molde onde através de um sopro de ar comprimido é forçado contra as paredes do molde ficando com a forma final. FIGURA 6. Extrusão-sopro (programação de parison) FIGURA 7. Esquema do processo Extrusão-Sopro 63
  • 12. Capítulo IV–EMBALAGENS PLÁSTICAS INJECÇÃO – SOPRO Este processo também é usado para fabricar garrafas. O processo é idêntico ao anterior só que desta vez o “parison” é injectado numa pré-forma em vez de ser extrudido numa manga. A pré- forma já tem a marisa moldada, e só o corpo é depois soprado para a sua forma final num segundo molde. Neste processo as embalagens obtidas apresentam uma melhor distribuição de espessura e a possibilidade de a segunda moldação ser efectuada à medida da utilização das embalagens. FIGURA 8. Esquema de moldagem injecção-sopro Na maioria das aplicações para embalagem, há necessidade de se combinarem materiais plásticos diferentes ou mesmo combinar materiais plásticos com outros materiais como o alumínio ou o cartão para se obterem as características requeridas de protecção, soldabilidade, boa impressão, etc. A combinação de diferentes materiais é normalmente feita por coextrusão (extrusão simultânea de polímeros), laminação (junção de vários filmes plásticos e/ou película de alumínio, folha de papel por intermédio de um adesivo ou cola) ou por revestimento (deposição de outro material polimérico ou metálico – metalização). FIGURA 9. Esquema da coextrusão 64
  • 13. Capítulo IV–EMBALAGENS PLÁSTICAS 4. O AMBIENTE E A EMBALAGEM DE PLÁSTICO A forma de gestão dos resíduos de materiais plásticos mais interessante, do ponto de vista técnico e ambiental, são a reciclagem e a incineração com recuperação energética. Há alguns materiais plásticos que podem ser usados em garrafas reutilizáveis como o Policarbonato (PC) ou o Polietileno tereftalato (PET), existindo exemplos em vários países europeus. O processo de reciclagem inicia-se com triagem e separação dos diversos tipos de plástico que são depois encaminhados para os diferentes recicladores. A reciclagem dos plásticos misturados prejudica muito a qualidade do reciclado e limita as suas aplicações. Para facilitar a identificação dos plásticos é corrente as embalagens conterem um símbolo convencionado pela Society of Plastic Industry. A reciclagem dos plásticos podem ser mecânica ou química. O processo mecânico, bastante difundido, consiste essencialmente no reprocessamento por extrusão dos resíduos devidamente triados: faz-se a trituração, lavagem, aglomeração e extrusão (por vezes, com adição de pigmentos e outros aditivos) e granulação para obtenção do produto final. Este granulado, cuja qualidade depende muito da qualidade dos resíduos de que se parte, é posteriormente utilizado para fabrico de objectos e utensílios como tubos, suportes de canetas, baldes, recipientes, contentores e outros. A reciclagem química pode ser feita por pirólise e por hidrólise, envolvendo a quebra da estrutura do polímero em moléculas pequenas (podendo mesmo haver recuperação dos monómeros). Este material após purificação é usado novamente em processos químicos e processos de polimerização para fabrico de plástico novo ou como fuel. São processos mais específicos, muitas vezes ainda em desenvolvimento ou a funcionar numa escala experimental ainda não economicamente rentável. Contrariamente ao caso do vidro e do alumínio, na reciclagem dos plásticos há uma certa degradação das propriedades físico-mecânicas e há também alguma reserva em relação à segurança dos materiais plásticos reciclados para contacto directo com os alimentos. Por isso estes materiais são normalmente reciclados para outros fins, menos exigentes. Os plásticos podem ainda ser incinerados tendo em vista o aproveitamento do seu valor energético, sendo os resíduos que mais contribuem para o valor energético dos resíduos sólidos urbanos devido ao seu elevado poder calorífico. 65
  • 14. Capítulo IV–EMBALAGENS PLÁSTICAS 5. CONTROLO DA QUALIDADE DE EMBALAGENS PLÁSTICAS São inúmeros os ensaios de controlo de qualidade e avaliação de especificações em materiais e embalagens plásticas. No entanto salientamos aqueles que reflectem de alguma forma as suas características físicas e químicas, de resistência mecânica, propriedades barreira e de migração (inércia química). 5.1. Determinação da espessura A espessura influencia o desempenho do material da embalagem relativamente à resistência mecânica, à permeabilidade ao vapor de água e gases e consequentemente à vida-útil dos alimentos. A espessura pode ser determinada por método directo ou por método gravimétrico. Para a determinação de filmes não impressos ou gravados é habitualmente usado o método directo. Caso os filmes sejam impressos ou gravados utiliza-se o método gravimétrico. Estes métodos vêm descritos em normas portuguesas NP 2214 ”Materiais plásticos. Filme e folha. Determinação da espessura por medição directa” e NP 2211 “Materiais plásticos. Filme e folha. Determinação da espessura média de uma amostra por processos gravimétricos”; ambas de 1986. 5.2. Determinação da gramagem A gramagem é definida como o peso de uma determinada área do material e habitualmente é expressa em g/m2. A gramagem está directamente relacionada com a resistência mecânica do material e pode ser determinada em filmes de uma camada ou multicamada. Não existe norma específica para a determinação da gramagem em materiais plásticos mas a norma EN ISO 536 ”Paper and board – Determination of gramage” de 1996 pode servir de referência. 5.3. Identificação de materiais Esta determinação tem como objectivo conhecer a natureza de um determinado material e normalmente é realizada para facilitar a condução de ensaios físicos e mecânicos e para interpretar os resultados fornecidos pelos mesmos. A determinação pode ser feita por ensaio simples (método químico) que se baseia na solubilidade, na queima ou na reacção a determinados reagentes, ou por espectroscopia na região do infravermelho. Neste último caso a identificação do material é feita por comparação dos espectros obtidos com espectros de materiais conhecidos. 66
  • 15. Capítulo IV–EMBALAGENS PLÁSTICAS 5.4. Determinação das propriedades de tracção Este ensaio permite determinar a resistência ao alongamento e ruptura do material quando submetido a acção de tracção, como nos processos de impressão, laminação, conversão e durante todo o manuseamento da embalagem. Neste ensaio o provete do material a testar é fixado entre duas garras pneumáticas que vão ser traccionadas a uma velocidade constante. A força de resistência que o material exerce é medido e registado obtendo-se normalmente um gráfico semelhante ao indicado na figura 10. O método de determinação vem descrito na norma ASTM D 882 – 97 “Standard test method for tensile properties of thin plastic sheeting”. FIGURA 10. Perfil típico da tracção 5.5. Determinação da Migração A migração é uma medida da transferência de substâncias provenientes da embalagem para o produto embalado, por fenómenos de natureza físico–química e é normalmente classificada em migração global e migração específica (ver ponto 2.1. deste capítulo). Neste ensaio a amostra de material ou objecto é colocado em contacto com o simulador adequado durante um período de tempo e à temperatura que a norma de ensaio indica para simular as condições de contacto habituais e previsíveis na utilização das amostras. Ao fim desse tempo, o simulador é evaporado e o resíduo de substância quantificado. A uso de simuladores dos alimentos tem a ver com o facto de nem sempre ser possível utilizar os próprios alimentos para ensaiar os materiais que com eles entram em contacto. Os simuladores normais são a água destilada, solução de ácido acético a 3%, solução de álcool a 10% e o azeite para simular produtos ricos em gordura. Neste último caso, a quantificação da matéria extraída não pode obviamente ser feita por evaporação do simulador, sendo uma metodologia muito mais morosa e requerendo o recurso a cromatografia gasosa. As condições de ensaio são determinadas pelas condições de utilização desse material plástico e definidas de acordo com o estabelecido no Decreto Lei 123/2001. Em termos de migração global, os materiais e objectos de matéria plástica não devem ceder os seus constituintes aos alimentos em quantidades superiores a 10mg/dm2 da área de superfície do material ou equivalente a 60mg/Kg de produto alimentar. 67
  • 16. Capítulo IV–EMBALAGENS PLÁSTICAS 5.6. Determinação da permeabilidade ao vapor de água A permeabilidade (ou taxa) ao vapor de água é definida como a quantidade de vapor de água que passa através de uma unidade de área do material, por unidade de tempo, sob as condições de teste, e é habitualmente expressa em g/m2dia. A determinação pode ser feita sobre o material da embalagem ou sobre a embalagem já pronta quando se deseja determinar o efeito do sistema de fecho ou do processo de fabrico sobre essa propriedade, avaliar materiais e configurações para certo tipo de embalagem, comparar o desempenho de embalagens, avaliar a adequação de protecção para certo produto ou aplicação. A permeabilidade pode ser determinada pelo método gravimétrico (para valores superiores a 1 g/m2dia), ou por métodos rápidos que fazem uso de sensores especiais, como o infravermelho. O método gravimétrico baseia-se no aumento de massa de um material higroscópico colocado no interior de uma cápsula e isolado do meio ambiente pelo material de embalagem cuja taxa de transferência se deseja conhecer. No método com sensor de infravermelho o provete é colocado como divisória entre duas cavidades de uma célula de difusão. Numa das cavidades existe uma atmosfera de 100% de humidade relativa enquanto na outra há um fluxo contínuo de gás de arraste seco (azoto). À medida que o vapor de água passa através do material de teste, é conduzido pelo gás de arraste para um detector infravermelho, onde é quantificado. O método gravimétrico vem descrito na norma ASTM E96, e o método do sensor de infravermelho na norma ASTM F1249. 5.7. Determinação da permeabilidade a gases A permeabilidade a um determinado gás (oxigénio, dióxido de carbono, etc.) é definido como a quantidade desse gás que passa através de uma unidade de área de material, por unidade de tempo, nas condições de teste, e é habitualmente expressa em mL/m2*dia*bar. A medida de permeabilidade a gases e em particular ao oxigénio é relativamente difícil, especialmente para materiais barreira. Existem dois métodos básicos: método por aumento de pressão (norma DIN 53380) e o método com sensor coulorimétrico (norma ASTM D3985). No método por aumento de pressão a quantidade de gás que passa através da amostra num dado tempo é medida pela alteração da pressão. A amostra forma uma barreira entre duas câmaras numa célula de transferência de gás. Uma pressão constante elevada (geralmente 1 atm) é mantida numa das câmaras e uma pressão baixa (geralmente vácuo) é inicialmente estabelecida na outra câmara. Sabendo que a diferença de pressão entre as duas superfícies 68
  • 17. Capítulo IV–EMBALAGENS PLÁSTICAS do material não varia significativamente, o coeficiente de permeabilidade pode ser calculado a partir do declive da linha de representação da variação da pressão com o tempo. O método com sensor coulorimétrico tem a vantagem de permitir determinar a permeabilidade em sacos, tubos, copos, garrafas, etc. e não apenas em plásticos sob a forma de filmes. Desta forma é possível um controlo mais eficaz dos possíveis efeitos adversos resultantes das máquinas de processamento, impressão e distribuição. 5.8. Avaliação da hermeticidade Este ensaio é muito utilizado em embalagens assépticas cartonadas e pode identificar falhas na termossoldagem com dimensões de um capilar e “pinholes” ou quebras no corpo da embalagem. No ensaio da determinação da integridade, é aplicada uma pequena quantidade de uma solução colorida de baixa tensão superficial directamente sobre a área de soldagem ou na parte interna do corpo da embalagem. É posteriormente verificada a penetração desta solução através da termossoldagem. 69