Aula 8 - Embalagem Plástica

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO,CIÊNCIA E TECNOLOGIA- IFSERTÃO

CURSO DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS – 5° PERÍODO

EMBALAGENS DE ALIMENTOS

UNIDADE II2014

Profª. Esp. Priscila Osório Fernandes

EMBALAGENS DE PLÁSTICO

HISTÓRICO

→ 1907: Quando Dr. Leo Hendrik reconheceu a importância da reação entre fenol

e formaldeído dando início a produção industrial;

→ 1920 a 1950: Decisivo polímeros modernos;

→ 100 anos: Usado desde alimentos até painéis de veículos e brinquedos,

medicamentos...

→ Mercado de embalagens de alimentos como uma das mais econômicas e

seguras opções.

MERCADO DE EMBALAGENS PLÁSTICAS

→ Produção de 900 milhões de toneladas em 2006, com receita de U$$ 2,7

bilhões;

→ 2007 a indústria cresceu apenas 2,51%, contra 1,8% de crescimento em 2006;

→ Grande cliente da indústria de embalagens gerais e das plásticas flexíveis

especificamente;

→ Crescimento de 4,75% ao ano, previsão para 2012 de U$$ 3,7 bilhões.

EMBALAGEM PLÁSTICA

− Os materiais de origem plástica incluem uma vasta classificação, como:

→ Base na composição química;

→ Propriedades físicas e mecânicas;

→ Processos de transformação e/ou conversão das

embalagens.

− Conseqüentemente, devido às suas várias características, são também

denominadas de:

→ Embalagens alternativas às tradicionais de origem metálicas e de vidro;

→ Permitem uma melhor adequação do sistema de embalagem ao produto,

evitando desta forma o superdimensionamento, ou seja, uma melhor relação

custo/benefício.

EMBALAGEM PLÁSTICA

− Com relação à composição química, propriedades físicas e mecânicas, a

classificação dos materiais plásticos dependerá:

EMBALAGEM PLÁSTICA

→ Do polímero, da estrutura molecular, do peso molecular, da

densidade, da cristalinidade, das transições físicas, dentre outras;

→ Tais características irão de certo modo afetar a permeabilidade

(aos gases, vapor de água e aos compostos voláteis);

→ As resistências (à tração, ao impacto, à compressão, ao

alongamento e ao rasgamento), as temperaturas de selagem, a

transparência, a opacidade, etc.

− Com base nos processos de transformação e/ou conversão, os materiais

plásticos darão origem aos diversos tipos e formatos de embalagens, tais como:

EMBALAGEM PLÁSTICA

→ As embalagens flexíveis (sacos e sacolas, filmes

encolhíveis e esticáveis, etc.);

→ As embalagens rígidas (bandejas, potes, garrafas,

garrafões, bombonas, caixas, tampas e dispositivos de

fechamento, etc.).

− Outras denominações pertinentes incluem:

EMBALAGEM PLÁSTICA

→ Embalagens convertidas (por laminação, por extrusão e

coextrusão);

→ Embalagens termoformadas;

→ Embalagens metalizadas;

→ Sacolas auto-sustentáveis (STAND UP POUCHES);

→ Embalagens a vácuo;

→ Embalagens encolhíveis (SHRINKS);

→ Embalagens bolhas (BLISTERS);

→ Envoltórios e acessórios (selos, grampos, rótulos e

etiquetas).

− Dentre esses requisitos, destacam-se as exigências:

→ De proteção, os aspectos econômicos e as restrições de legislação e do meio

ambiente.

− Quanto ao fator proteção, as embalagens plásticas permitem a obtenção de um

gradiente de barreira com relação à:

EMBALAGEM PLÁSTICA

→ Permeabilidade aos gases;

→ Ao vapor de água e aos compostos voláteis,

dependendo da constituição polimérica;

→ Dos processos de fabricação da embalagem.

− Outros fatores como as propriedades mecânicas e resistência física são tanto

quanto importantes para que:

→ O sistema de embalagem não venha ser subdimensionado, ou apresentar

reduzido tempo de vida útil de comercialização.

Polietileno;

Polipropileno;

Poliestireno;

Policloreto de vinila;

Politereftalato de etileno;

Policarbonato.

EMBALAGEM PLÁSTICA

− O mercado nacional de materiais plásticos, 40% é para embalagens, cujas

principais resinas incluem:

POLÍMEROS E POLIMERIZAÇÃO

− Os materiais plásticos são:

→ Polímeros orgânicos ou inorgânicos.

− Obtidos por processos de polimerização de unidades monoméricas, contendo

basicamente os elementos químicos:

→ Carbono;

→ Hidrogênio;

→ Nitrogênio;

→ Oxigênio;

→ Cloro

→ Flúor.


− A polimerização consiste:

→ Na reação de síntese dos monômeros em reatores especiais, com controle de

calor, pressão e de catalisadores, para a obtenção do polímero que geralmente

é uma molécula de alto peso molecular;

→ As reações de polimerização podem ser por adição (em massa, em solução, em

emulsão, por suspensão) ou por condensação;

→ A reação por adição é típica dos materiais poliolefínicos e vinílicos, enquanto

que a por condensação é características da polimerização de materiais

poliamídicos e poliésteres.


→ Quando a polimerização é a partir de um só monômero tem-se o homopolímero;

→ Quando se origina de monômeros diferentes (comonômeros) tem-se o

heteropolímero;

→ Os heteropolímeros provenientes de dois ou três comonômeros são

denominados copolímeros e terpolímeros, respectivamente;

→ As propriedades e características dos materiais poliméricos dependem da

polimerização, bem como da proporção entre os comonômeros e sua

distribuição ao longo da estrutura molecular;

→ Assim sendo, os polímeros podem apresentar estrutura molecular linear ou

ramificada.

→ Os materiais poliméricos ainda podem ser do tipo termoplástico ou termofixo;

→ Os termoplásticos são aqueles que apresentam comportamento reversível sob a

ação do calor.

→ Ao contrário, os termofixos ou termorrígidos endurecem irreversivelmente sob a

ação do calor, sendo assim pouco utilizados com material de embalagem.


QUANDO AQUECIDOS AMOLECEM, MAS AO RESFRIAREM AINDA MANTÉM AS

MESMAS CARACTERÍSTICAS INICIAIS, CARACTERÍSTICA ESSA QUE PERMITE A

TERMOSOLDAGEM DAS EMBALAGENS PLÁSTICAS.


→ A matéria-prima ou a fonte dos monômeros utilizados na polimerização pode ser

de origem vegetal, animal e mineral.

→ A fonte vegetal inclui a celulose, o amido, a proteína, os óleos e o látex,

enquanto que a principal fonte animal é a caseína.

→ Essas matérias-primas, apesar de serem de origem natural e renovável, são

utilizadas como alternativas às de origem mineral, entretanto apresentam

limitações técnicas e econômicas.

− Com relação às fontes de origem mineral, a hulha ou carvão de pedra já foi bem

utilizado, mas foi praticamente substituída pela nafta do petróleo, a principal

fonte dos monômeros:


→ Etileno;

→ Propileno;

→ Butileno.

PESO MOLECULAR E GRAU DE POLIMERIZAÇÃO

O número médio de unidades de monômero e comonômeros em uma estrutura

polimérica expressa o grau de polimerização (n);

Essa medida, bem como o peso molecular médio da molécula (PMm), definem

as propriedades e características do material plástico obtido;

Por exemplo, a resistência à tração, ao impacto, a flexibilidade, a viscosidade e

as condições de processabilidade do polímero variam em função do peso

molecular médio e da distribuição do peso molecular.

ADITIVOS E FUNÇÕES

→ Para se obter as características necessárias ao bom desempenho das

embalagens plásticas, geralmente são adicionados aos polímeros outros

compostos químicos, denominados:

→ Tais aditivos, além de facilitar a transformação da resina, podem melhorar as

propriedades físicas e mecânicas do material final.

ADITIVOS OU COADJUVANTES DE PROCESSOS

ADITIVOS E FUNÇÕES

− Dentre as várias funções dos aditivos, destacam-se aquelas que facilitam:

→ O processamento ou a transformação da resina;

→ Os antioxidantes;

→ Os estabilizantes térmicos;

→ Os absorvedores de ultravioleta;

→ Os lubrificantes;

→ Os plastificantes.

CARACTERÍSTICAS DOS MATERIAIS PLÁSTICOS

PEAD – POLIETILENO DE ALTA DENSIDADE:

Alta propriedades de resistência mecânica (tração, rigidez);

Elevadas temperaturas de uso;

Altas propriedades de barreira.

PEBD – POLIETILENO DE BAIXA DENSIDADE:

Alta resistência ao impacto;

A lta resistência ao rasgamento;

Um dos mais utilizados;

Bom desempenho a baixas temperaturas;


Baixa permeabilidade ao vapor de água;

Alta permeabilidade a gases;

Boa resistência química (ácidos, bases, soluções inorgâncas);

Permeável a óleos e gorduras;

Boa termossoldabilidade;

Transparente;

Bom desempenho em equipamentos de conversão e transformação;

Menor rigidez em relação ao PEAD;

Menor resistência ao impacto em relação ao PEAD.


PP – POLIPROPILENO:

Baixa densidade “leve” – 0,9 g/cm3;

Resistência a altas temperaturas, permitindo o processamento térmico;

Baixa resistência mecânica a baixas temperaturas;

Boa resistência a tração;

Baixa permeabilidade ao vapor de água;

Alta permeabilidade aos gases;

Boa barreira as gorduras;

Boa resistência química.


BOPP – POLIPROPILENO BIORIENTADO:

Boas barreira ao vapor de água;

Boa barreira a gases;

Elevada transparência e brilho;

Excelente para impressão;

Boa resistência ao rasgamento;

Não conseguem boa solda com o calor (necessita de verniz para solda);

Com a metalização aumenta a barreira ao vapor de água.


PS – POLIESTIRENO:

Fácil formação;

Alta rigidez e transparência;

Baixa resistência ao impacto.

PS – ALTO IMPACTO – COPOLÍMERO DO ESTIRENO E BUTADIENO:

Maior resistência ao impacto;

Menor rigidez;

Opaco;

Alta permeabilidade aos gases e ao vapor de água;


Baixa resistência térmica.

PS – EXPANDIDO:

Auxilia na absorção de impacto;

Densidade extremamente baixa – 0,02 g/cm3;

Baixa condutividade térmica;

Quimicamente inerte;

Resistente a óleos/gorduras, água e ácidos;

Não resiste a temperatura muito elevadas;

Boa resistência a baixa temperaturas;

Bastante prejudicial ao meio ambiente.


PVC – POLICLORETO DE VINILA:

Propriedades varia em função de sua formulação (aditivos, plastificantes,

estabilizantes);

Fácil processabilidade;

Boa barreira a gases;

Baixa barreira ao vapor de água;

Excelente transparência e brilho;

Baixa resistência ao impacto;

Resistência a óleos, gorduras e produtos químicos;

Baixa resistência térmica;

Elimina resíduos tóxicos quando submetidos a altas temperaturas.


PVDC – POLICLORETO DE VINILIDENO:

Excelente barreira ao vapor de água, gases e aromas;

Boas resistências a gorduras;

Alta resistência a tração;

Resistente ao processamento térmico de alimentos;

Termosoldável;

Ótimo encolhimento sob ação do calor;

Custo bem mais alto quando comparado ao PVC.


PET – POLIETILENO TEREFTALATO:

Boa transparência;

Brilho;

Alta rigidez;

Boa resistência a tração e perfuração;

Boa resistência química;

Boas resistência a óleos e gorduras;

Boa barreira aos gases aromas e vapor de água;

Boa resistência e estabilidade térmica (-70°C e 150°C);

Com a metalização aumenta a barreira;

Com co-extrusão de revestimentos aumenta a barreira e soldabilidade;

Reciclável.


EVA – ETILENO VINIL ACETATO:

− Normalmente utilizado em co-extrusão com outros materiais proporcionando-

lhes:

Melhoria de resistência ao impacto;

Maior elasticidade dos filmes;

Termoselabilidade do filme.


EVOH – ETILENO VINIL ÁLCOOL:

Excelente barreira aos gases, aromas e solventes;

Boas proprieades mecânicas;

Alto brilho;

Boa estabilidade térmica;

Utilizado normalmente em co-extrusão com outros materiais.


PA – POLIAMIDAS – “NYLONS” :Alta barreira aos gases;

Baixa barreira ao vapor de água;

Resistente a altas temperaturas;

Resistente a baixas temperatura;

Ótimas propriedades mecânicas;

Boa resistência a óleos;

Boa resistência química;

Não solda com o calor;

Alta resistência a tração.

ROTULAGEM AMBIENTAL – NBR 13230 /ABNT

→ Simbologia indicativa de reciclagem e identificação de materiais plásticos;

→ Muito importante para orientar os programas de coleta seletiva, especialmente

catadores e sucateiros.

MIGRAÇÃO DE COMPONENTES DE EMBALAGENS PLÁSTICAS PARA ALIMENTOS

− Definição:

Migração é definida como a transferência de compostos da embalagem para o

produto.

− Os plásticos tem além dos polímeros compostos de baixo peso molecular

adicionados obrigatoriamente, que são:

Estabilizantes;

Antioxidantes;

Absorvedores de luz U.V. ;

Lubrificantes;

Plastificantes.


A difusão é o principal mecanismo de transferência de massa, devido a

movimentos moleculares e espontâneos que ocorrem sem o auxílio de forças

externas tais como agitação e correntes de convecção em líquidos.

− Fatores que influenciam a difusão, e consequentemente a miração nos

plásticos:

→ Densidade dos plásticos;

→ Concentração do composto migrante;

→ Tempo de contato;

→ Temperatura;


→ Características físico-químicas dos componentes do sistema material plástico

alimento.

− ESCOLHA DO MATERIAL DE EMBALAGEM

− Principais fatores que influenciam na escolha do material de embalagem:

Legislação;

Reciclagem;

Custo;

ESCOLHA DO MATERIAL DE EMBALAGEM

Existência de fornecedor no material na região;

Características tecnológicas;

Exigência de mercado (hábitos do consumidor / tradição no setor).

Envasadora de pouch

Máquina de envase de

sachet

− Fechamento de embalagens plásticas− Formação de sachet ou pouch

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