Embalagens plásticas e metálicas

Embalagens plásticas e metálicas
A embalagem é um invólucro que tem por objetivo manter o produto em condições satisfatórias durante o transporte do fornecedor ao consumidor. Os produtos de consumo direto são normalmente acondicionados em embalagens unitárias de tamanho adequado para sua utilização. As embalagens unitárias, denominadas primárias, são agrupadas em embalagens secundárias para facilidade de comercialização. As embalagens secundárias podem estar contidas em embalagens terciárias, e assim por diante.
Já os produtos industriais são geralmente transportados em recipientes volumosos, como caixas, tambores, barris, botijões e tanques.

Para ser funcional a embalagem primária deve satisfazer a requisitos básicos:
Conter o produto;
Proteger o produto;
Transportar o produto;
Vender o produto;
Informar o consumidor.

O mercado de embalagens
Atualmente a função mais explorada pela indústria alimentícia é a de vender o produto, pois a atual tecnologia de embalagens dispõe ao produtor de alimentos uma infinidade de materiais com propriedades variadas, que atendem a quase qualquer tipo de requisito. No entanto a indústria de embalagens não pára de desenvolver novos tipos de materiais, mais leves, mais baratos, ou que ofereçam uma virtude extra.
O setor movimenta mais de 10 bilhões de dólares por ano no Brasil.

Distribuição do consumo no Brasil, por tipo de materiais, no ano de 1999.
Porcentagem (%)
Plástico 51
Papel 27
Metal 17
Vidro 5
Fonte: Engarrafador Moderno, no 77, julho 2000.

Principais requisitos em embalagens
Além dos requisitos básicos de:
Conter, proteger, transportar, vender o produto, e informar o consumidor.
A embalagem deve:
- Ser projetada de modo a ser facilmente moldada, facilitar a alimentação das máquinas de enchimento, proporcionar o enchimento dentro das tolerâncias pré-estabelecidas e a selagem adequada.
- Não apresentar distorções, abaulamentos ou qualquer outro tipo de falha de produção.
- Apresentar resistência suficiente à pressão interna e externa à qual podem ser submetidas.
- Não apresentar distorções por exposição ao sol ou ao frio.
Observações:
- Na fase de pré-enchimento de produtos sólidos devem ser observadas as tolerâncias de densidade e deposição do produto. Os produtos devem ser divididos em várias categorias como pós, grânulos, flocos e partículas, e o fato considerado no cálculo do enchimento, para se evitar enchimentos frouxos, excessivos ou com diferença de peso.
- Deve ser dada atenção especial aos líquidos quanto à gravidade específica, viscosidade, volatilidade, formação de espuma e de bolhas.

Observações:
- A selagem e resistência de embalagens para produtos gasosos devem ser eficazes durante toda a vida útil do produto.
- As embalagens secundárias e terciárias devem apresentar dimensões exatas após enchimento e selagem, para facilitar o transporte e armazenamento.

Proteção
A embalagem deve proteger o produto
As condições ambientais têm grande influência sobre as embalagens. Excesso de umidade, por exemplo, enfraquece a resistência de caixas de papelão ondulado e afeta a eficiência de certos adesivos. Temperaturas elevadas, em excesso, dilatam os materiais, causando deformações na apresentação de embalagens à base de papel e outros materiais sensíveis ao calor. A estabilidade dimensional (equilíbrio entre dilatação e contração) de folhas de revestimento varia conforme a temperatura e tipo de material.
Na indústria de conservas, a embalagem deve selar hermeticamente o produto e resistir ao calor, choques térmicos e pressões que ocorrem durante o enlatamento. A selagem deve ser eficaz durante toda a vida útil do produto.

Identificação
A embalagem deve vender o produto e informar o consumidor
Uma qualidade básica da embalagem primária e secundária é identificar o produto. Quanto mais rapidamente a embalagem identificar o produto, maior eficiência técnica terá sob o ponto de vista de vendas.
Essa identificação se baseia em sua apresentação gráfica, que deve incluir:
- Descrição concisa do produto;
- Valorização da marca, logotipo e nome do produto e fabricante;
- Conteúdo líquido, peso, volume ou número de unidades;
- Instruções para armazenamento;
- Código de barras.

Além destas, as embalagens primárias devem conter:
Registro do produto no Ministério da Saúde;
Ingredientes e aditivos;
Composição nutricional;
Número de lote, partida e data de fabricação e validade do produto;
Endereço da empresa fabricante e meio de contato;
Instruções de uso.

Embalagens primárias
Além de fácil identificação, a embalagem deve chamar a atenção do consumidor no ponto de venda e despertar seu desejo de compra. O tamanho do produto ou a quantidade de unidades por embalagem é outro aspecto importante. Para ser bem aceito pelo consumidor, o produto precisa ter um tamanho adequado ou quantidade adequada de produto. O formato e as dimensões da embalagem devem ser cuidadosamente planejados em função de seu armazenamento, exposição nas prateleiras e balcões e transporte pela sacola do consumidor.

Em sua função de apresentar o produto, a embalagem deve dar a idéia exata de seu valor econômico. Produtos de baixo custo devem ser acondicionados em embalagens simples. Produtos de alto custo e de alta qualidade devem ser acondicionados em embalagens de categoria, capazes de definir, por si só, o nível e o prestígio do conteúdo oferecido ao consumidor. Para produtos atraentes ou facilmente identificáveis pelo consumidor, é recomendável o uso de embalagens transparentes.

A embalagem deve ser sempre funcional. Deve ser fácil de abrir e de fechar, sempre que possível, e o conteúdo deve sair com facilidade e na quantidade desejada. Recipientes volumosos devem ser munidos de alças.

Principais alterações em alimentos em função dos materiais de embalagem
Os alimentos podem sofrer alterações devido à ineficiência da proteção da embalagem ou à sua interação com o alimento. Os principais problemas com embalagem metálica são:
- Corrosão e interação dos metais da embalagem com o alimento.
- Sulfuração da lata, provocando a rejeição do consumidor devido ao aspecto visual da embalagem e do alimento.
As embalagens de vidro são totalmente inoculas. O único problema que podem apresentar é decorrente da exposição do alimento à luz, que causa oxidação em alguns compostos muito reativos.
Embalagens de celulose geralmente não são utilizadas para contato direto com o alimento. Quando ocorre, é um produto geralmente seco, não oferecendo os perigos de interação.
As embalagens plásticas, devido ao grande número de polímeros existentes, que oferecem maior ou menor barreira, podem permitir a alteração dos alimentos quanto:
- Oxidação pela exposição à luz;
- Absorção ou perda de umidade;
- Migração de monômeros, solventes ou aditivos dos polímeros;
- Perda ou absorção de compostos voláteis;
- Alterações decorrentes da permeabilidade ao Oxigênio e Gás Carbônico.

Embalagens plásticas
Plástico pode ser definido como um grupo amplo de materiais sólidos, que tem geralmente por base resinas sintéticas ou polímeros naturais modificados, e que possuem em geral apreciável resistência mecânica.
Polímeros são moléculas orgânicas ou inorgânicas de elevada massa molecular, geralmente formado pela repetição ordenada de unidades denominadas meros.
Os produtos químicos polimerizáveis são chamados monômeros.

A cadeia polimérica pode ser constituída pela repetição linear de monômeros, formando longas cadeias, ou por seqüências com ramificações e interligações, formando uma rede tridimensional. Há dois tipos de polímeros plásticos: os homopolímeros, cujas unidades moleculares fundamentais são da mesma natureza, e os copolímeros, cujas unidades não são da mesma natureza.

Plástico
É usado como designação para várias substâncias que apresentam uma propriedade em comum, a de ser moldável, ou seja, deformar-se sob condições especiais de calor e pressão.
Os materiais plásticos podem ser classificados em:
- Materiais termoplásticos: são os materiais que podem ser moldados sob a influência de temperatura e pressão, conservando sua nova forma ao serem restabelecidas as condições ambientes. Este ciclo pode ser repetido diversas vezes, sendo, portanto, a forma final reversível.
- Materiais termofixos ou termorrígidos: são os materiais que também podem ser moldados por meio de temperatura e pressão, porém a operação é irreversível, devido à formação de ligações cruzadas pelas ramificações das cadeias poliméricas.

Blendas Poliméricas
O nome vem do inglês “blend”, que significa mistura. Uma blenda polimérica é uma mistura de polímeros, normalmente, da mesma família química. A finalidade da mistura é a obtenção de um material de características físicas, químicas e físico-químicas diferenciadas, combinadas de modo a conservar as vantagens de cada polímero.
Polietileno
A densidade do polietileno é sua característica mais importante. Quanto maior a densidade, maior sua resistência mecânica (tração e rigidez), temperatura de uso e barreira. Quanto menor a densidade, maior sua resistência ao impacto e ao rasgamento.

Densidade (g/cm3)
PEBD- Polietileno de baixa densidade 0,915 – 0,927
PEBDL - Polietileno de baixa densidade
linear 0,926 – 0,940
PEMD - Polietileno de media densidade 0,940 – 0,965
PEAD - Polietileno de alta densidade 0,916 – 0,940

Polietileno
São os polímeros sintéticos mais simples, derivados da polimerização dos gases etileno ou eteno, provenientes do petróleo. A maior diferença existente entre os diversos tipos de polietileno consiste no arranjo dos átomos da cadeia molecular do polímero, ou seja, na estrutura destas cadeias. As estruturas diferem, entre si, pelo número e comprimento das cadeias laterais (ramificações). No caso do PEBD existem várias ramificações inclusive nas cadeias laterais, o que não acontece nos outros casos.

Polipropileno
O Brasil apresenta alta disponibilidade de polipropileno. Esse plástico pode ser fabricado com dois tipos diferentes de resinas, que confere propriedades diferentes ao material final:
Homopolímero, de maior rigidez, mas que apresenta faixa de temperatura de soldagem mais estreita e é mais quebradiço;
Copolímero, mais resistente ao impacto e de menor temperatura de soldagem.

Polipropileno
Entre outras características do material podemos citar:
- Resistência a altas temperaturas, mas baixa resistência a baixas temperaturas;
- Boa resistência à tração;
- Baixa permeabilidade ao vapor de água;
- Alta permeabilidade a gases;
- Boa barreira à gordura;
- Boa resistência química.
O polipropileno permite variações no processo de fabricação, que conferem propriedades diferenciadas ao produto final, sejam recipientes ou filmes.
Biorientação
. Aumenta a barreira ao vapor de água e gases;
. Aumenta o desempenho mecânico;
. Melhora a transparência e brilho;
. Aumenta a resistência ao rasgamento;
. Permite a fabricação de filme perolado;
. Impede a soldagem com calor.

Revestimentos
. Aumenta a termossoldabilidade;
. Aumenta a barreira a gases.

Metalização
. Aumenta a barreira ao vapor de água e à luz.

Policloreto de vinila
As propriedades do PVC dependem da sua formulação. Entre os vários aditivos utilizados para modificar as propriedades do material temos: plastificantes, estabilizantes e modificadores de impacto.
As características gerais que o PVC apresenta são:
. Fácil de processar;
. Boa barreira a gases;
. Baixa barreira ao vapor de água;
. Excelente transparência e brilho;
. Boa resistência ao impacto, quando utilizado modificador de impacto;
. Boa resistência a produtos químicos;
. Baixa resistência a solventes;
. Baixa resistência térmica.
Podem ser biorientados para aumentar seu desempenho físico-mecânico, sua transparência e barreira.

Policloreto de vinilideno
O PVDC é um copolímero de cloreto de vinila e vinilideno. Apresenta densidade de 1,64 a 1,71 g/cm3, e é muito utilizado na produção de filmes e chapas coextrusadas e como revestimento de outros materiais.
Apresenta como características gerais:
. Excelente barreira ao vapor de água, gases e aromas.
. Boa resistência à gordura;
. Boa resistência química;
. Alta resistência à tração;
. Resiste ao processamento térmico dos alimentos;
. Termossoldabilidade.

Poliestireno
Apresenta densidade de 1,04 a 1,08 g/cm3 e fácil termoformação. Há três tipos de poliestireno:
1. fabricado com homopolímero, conhecido como cristal.
2. fabricado com copolímero, conhecido como de alto impacto.
3. expandido, conhecido popularmente como isopor.

O PS cristal apresenta alta rigidez e transparência, mas baixa resistência ao impacto. O PS de alto impacto é um copolímero de estireno e butadieno. Além de apresentar maior resistência ao impacto, é menos rígido, opaco, tem alta permeabilidade a gases e ao vapor de água, baixa resistência térmica e, por causa do monômero de estireno, apresenta problema de odor.
O PS expandido é o material mais facilmente identificável. Possui alta resistência ao impacto, é leve, não poroso, possui baixa condutividade térmica, é quimicamente inerte e resiste a óleos e gorduras. É muito utilizado como isolante térmico em caixas para transporte de produtos gelados.

Etileno vinil álcool
O EVOH é um copolímero de etileno e álcool vinílico, sendo que suas propriedades dependem da porcentagem de cada monômero no produto final. O aumento da porcentagem de etileno no material aumenta sua permeabilidade, melhora suas características de processabilidade e sua barreira é menos afetada pela umidade. Com sua diminuição, a barreira é mais afetada pela umidade, aumenta o ponto de fusão do produto e sua sensibilidade à temperatura.

O problema de barreira é causado pela propriedade hidrófila do material. A absorção de água pelo material facilita o transporte de gases e diminui suas propriedades mecânicas. Entretanto, essas propriedades são recuperadas com a perda da umidade. Em geral, o material apresenta:
. Excelente barreira a gases, aromas e solventes;
. Boas propriedades mecânicas, ópticas e térmicas;
. Resistência a óleos e solventes orgânicos;
. Alto brilho e alguma transparência;
. Boa estabilidade térmica;
. Inércia.

Etileno-vinil acetato
O etileno-vinil acetato ou EVA é um copolímero de etileno e acetato de vinila. A porcentagem de acetato de vinila define o tipo de utilização do material.
% de acetato de vinila Produto
< ou = 5% Filmes finos
6 – 12% Filme esticável
15 – 18% Filmes termosselantes
18 – 30% adesivos

Poliamidas
As poliamidas são popularmente conhecidas como nylons. Há diferentes classes de polímeros utilizado na confecção do produto:
. Nylon 6,6 – ácido adípico e hexametileno diamina
. Nylon 6 – caprolactana
. Nylon 12 – laurolactana

As Poliamidas apresentam:
. Resistência a altas e baixas temperaturas;
. Boa resistência a óleos e gorduras;
. Boa resistência química;
. Ótimas propriedades mecânicas;
. Alta barreira a gases;
. Baixa barreira ao vapor de água;
Podem ser biorientados, o que aumenta suas propriedades físicas, barreira e transparência. As Poliamidas não soldam com calor.

Ionômeros
São copolímeros de etileno e ácido metacrílico com sódio e zinco formando ligações iônicas entre as cadeias. Apresentam:
. Ótimas características de soldagem;
. Excelente resistência química;
. Boas propriedades mecânicas;
. Resistência a óleos e gorduras;
. Excelente transparência;
. Boas características de adesão a outros substratos.

Embalagens metálicas
As latas são amplamente utilizadas para acondicionar alimentos.Tem como principais vantagens alta resistência mecânica e baixa permeabilidade. A principal limitação em seu uso diz respeito a interações entre embalagem e alimento, tais como corrosão e migração de compostos para o produto.
As latas podem ter duas ou três peças.

Materiais a base de aço
São materiais constituídos por várias camadas de compostos diferentes, como:
. Aço-base: responde pela resistência mecânica da lata, relacionada à sua dureza e espessura. A quantidade de carbono no aço é inversamente proporcional à sua flexibilidade.
. Estanho: melhora a resistência à corrosão, a soldabilidade e a aparência. O revestimento pode ser igual em ambas faces do aço-base, maior em uma face que em outra ou somente em uma das faces.
. Cromo: boa resistência à corrosão, ótima aderência de vernizes e tintas, mínima porosidade do revestimento

· Camada de passivação: aplicação química ou eletroquímica de compostos à base de cromo na superfície da folha de flandres, para proteger a camada de estanho contra corrosão, inibir a formação de óxido de estanho, favorecer a aderência de vernizes e tintas e evitar a formação de sulfuração.
Camada de óleo: reduz danos mecânicos e facilita a manipulação das folhas de flandres.
.Verniz: revestimento orgânico utilizado na superfície das embalagens metálicas que evita o contato do metal com o alimento. A aplicação pode ser feita na chapa ou na lata pronta. São classificados segundo a resina básica utilizada em sua composição: óleo-resinosos, fenólicos, epóxi-fenólicos, vinílicos e acrílicos.
Tipos de folhas a base de aço
1. Folha de flandres: consiste de uma folha de aço de baixo teor de carbono, revestida em uma ou ambas as faces por uma camada de estanho mais uma camada de passivação, protegido por uma camada de óleo.
2. Folha cromada: folha de aço-base revestida em ambas as faces com camada de cromo metálico e óxido de cromo, protegida por um filme de óleo. Além das vantagens oferecidas pelo cromo, a folha cromada apresenta boa conformação mecânica, boa resistência a sulfuração e é mais econômica que a folha de flandres. Como desvantagens temos o maior desgaste do equipamento utilizado para produzir as latas, devido à maior dureza do revestimento, baixa resistência a produtos de alta acidez e necessidade de solda especial.
3. Folha Stancron: folha de aço revestida em ambas as faces com camada de estanho menor que a da folha de flandres (sem formação de liga FeSn2), sobre a qual são eletro depositados compostos de cromo. Há proteção adicional de uma película de óleo. Foi desenvolvida como alternativa à folha de flandres, a um custo mais baixo.
4. Folha não revestida: folha de aço com baixo teor de carbono, sem revestimentos. Possui baixa resistência à corrosão, por isso deve ser aplicado verniz em ambas as faces. Tem baixo custo, mas seu uso é permitido apenas para óleos e produtos desidratados.

?Apesar da situação delicada da folha de flandres, que perdeu espaço para o alumínio e garrafas PET nos últimos anos, um fabricante de latas de Fortaleza começou a produção de latas de duas peças com folhas importadas. Com o aumento da produção, espera-se que a CSN comece a fornecer material e o setor volte a crescer.

Alumínio
O alumínio é obtido da bauxita, minério do qual o Brasil tem grandes reservas. A bauxita consiste em 40 a 60% de óxido de alumínio, a partir do qual se produz o alumínio metálico. A utilização comercial do alumínio geralmente requer propriedades mecânicas que o material não possui. A formação de liga com alguns elementos como manganês, magnésio, silício e cromo, entre outros, melhora sua consistência mecânica, sem comprometer a resistência a corrosão.

Alumínio
As características que favorecem a utilização do alumínio como material de embalagem são:
. Leveza;
. Flexibilidade;
. Facilidade de manipulação nos processos de corte e bobinamento;
. Alta condutividade térmica;
. Boa resistência à oxidação atmosférica;
. Boa resistência à sulfuração;
. Inocuidade;
. Material inerte;
. Fácil reciclabilidade;
. Aparência brilhante e atrativa;
. Possibilidade de uso para tampas com alça de fácil abertura.
As desvantagens são:
. Baixa resistência a alimentos ácidos;
. Menor resistência mecânica;
. Preço mais elevado;
. Problemas com soldagens a altas velocidades, o que leva à produção de latas de duas peças.
O alumínio é utilizado em latas de refrigerantes e cervejas, em várias embalagens semi-rígidas e em filmes plásticos e papéis metalizados. É encontrado em embalagens de salgadinhos, na qual confere barreira à luz, e em embalagens Tetrapak.