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.
POLÍMEROS E POLIMERIZAÇÃO
− 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.
POLÍMEROS E POLIMERIZAÇÃO
→ 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.
POLÍMEROS E POLIMERIZAÇÃO
QUANDO AQUECIDOS AMOLECEM, MAS AO RESFRIAREM AINDA MANTÉM AS
MESMAS CARACTERÍSTICAS INICIAIS, CARACTERÍSTICA ESSA QUE PERMITE A
TERMOSOLDAGEM DAS EMBALAGENS PLÁSTICAS.
POLÍMEROS E POLIMERIZAÇÃO
→ 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:
POLÍMEROS E POLIMERIZAÇÃO
→ 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;
CARACTERÍSTICAS DOS MATERIAIS PLÁSTICOS
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.
CARACTERÍSTICAS DOS MATERIAIS PLÁSTICOS
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.
CARACTERÍSTICAS DOS MATERIAIS PLÁSTICOS
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.
CARACTERÍSTICAS DOS MATERIAIS PLÁSTICOS
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;
CARACTERÍSTICAS DOS MATERIAIS PLÁSTICOS
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.
CARACTERÍSTICAS DOS MATERIAIS PLÁSTICOS
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.
CARACTERÍSTICAS DOS MATERIAIS PLÁSTICOS
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.
CARACTERÍSTICAS DOS MATERIAIS PLÁSTICOS
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.
CARACTERÍSTICAS DOS MATERIAIS PLÁSTICOS
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.
CARACTERÍSTICAS DOS MATERIAIS PLÁSTICOS
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.
CARACTERÍSTICAS DOS MATERIAIS PLÁSTICOS
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.
MIGRAÇÃO DE COMPONENTES DE EMBALAGENS PLÁSTICAS PARA ALIMENTOS
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;
MIGRAÇÃO DE COMPONENTES DE EMBALAGENS PLÁSTICAS PARA ALIMENTOS
→ 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