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Embalagens para Alimentos CONCEITOS GERAIS A embalagem desempenha papel fundamental na indústria alimentícia devido às suas múltiplas funções. Além de conter o produto, a embalagem é muito importante na sua conservação, mantendo a qualidade e segurança, atuando como barreira contra fatores responsáveis pela deterioração química, física e microbiológica. DEFINIÇÃO - EMBALAGEM Existem diversas definições que podem ser apresentadas para a embalagem, porém de forma geral, a embalagem é uma estrutura destinada a conter um produto com condições ideais, isolando total ou parcialmente do ambiente que cerca, de maneira que possa ser conduzido até o consumidor final. FUNÇÕES Proteção: A embalagem antes de mais nada é um recipiente que contém o produto e que deve permitir o seu transporte, distribuição e manuseio, protegendo-o contra condições adversas que ocorrem em todo o circuito. O sistema de embalagem deve também proteger o produto contra adulterações ou perdas de integridade, acidentais ou provocadas através de sistemas de evidência de abertura (selos, tampas com anel de ruptura..). Informação: A embalagem é um excelente veículo de informação sobre o produto, quer seja de informação relevante para o consumidor, que seja para os diferentes elementos de sua cadeia de distribuição e venda. A embalagem transmite informação para a gestão de estoques, instruções de armazenamento e de manuseio, preço e permite a identificação e rastreabilidade do produto. No que diz respeito ao nível do consumidor, a embalagem é suporte dos requisitos legais de rotulagem (nome e tipo de produto, quantidade, data de consumo, fabricação, etc), da inf. nutricional e de instruções de como realizar o armazenamento doméstico, de preparação e uso. Conservação: A embalagem deve manter a qualidade e segurança do produto, fazendo com que dessa forma, prolongue a vida útil e minimize as perdas do produto por deterioração. É necessário controlar fatores como umidade, oxigênio, luz e ser uma barreira aos micro-organismos presentes na atmosfera envolvente e impedir o seu desenvolvimento no produto. Além disso, a embalagem deve ser constituída por materiais e substâncias que não ninguém para o produto, em quantidades que possam por em risco a segurança dos consumidores ou alterar as características organolépticas do produto. Ela é desenvolvida e ajustada para uma tecnologia específica, sendo essencial para seu funcionamento. Dessa forma, exerce um papel ativo em processos como o tratamento térmico, o acondicionamento asséptico e a utilização de atmosfera modificada. - Processo térmico: as embalagem precisam ser perfeitamente herméticas, capazes de suportar as altas temperaturas do processo e adaptáveis às variações de volume do produto durante o aquecimento, sem risco de deformações permanentes ou comprometimento da integridade da embalagem. - Acondicionamento asséptico: o produto é esterilizado de forma separada e, posteriormente, transferido para uma embalagem que também foi previamente esterilizada. Essa embalagem deve ser compatível com o método de esterilização utilizado, permitindo que o produto seja inserido e selado em condições totalmente assépticas. Além disso, é essencial que a embalagem preserve sua integridade e hermeticidade, garantindo a qualidade do material e das soldas. - Embalagem em atmosfera modificada: método de acondicionamento no qual a composição da atmosfera da embalagem sofre alteração, diferenciando-se do ar comum. Geralmente é utilizado uma mistura de gases como oxigênio, dióxido de carbono e nitrogênio ou em algumas situações, apenas nitrogênio que atua como gás inerte. Para a maioria dos produtos, esse tipo de conservação é combinado com o uso de refrigeração. Essa tecnologia requer equipamentos eficientes e materiais de embalagem com permeabilidade controlada, capazes de manter os gases internos em proporções adequadas, mesmo com o metabolismo ativo dos produtos. Transporte do produto: para que um produto possa ser transportado de maneira adequada, é essencial que ele esteja envolvido e protegido por uma embalagem ou conjunto de embalagens. Portanto, durante o transporte, a embalagem desempenha um papel fundamental ao proteger o produto contra fatores externos mais intensos, como impactos, exposição à chuva, luz solar, etc. Conveniência ou serviço: os aspectos relacionados à função da embalagem incluem características como facilidade de abertura, tampas dosadoras, possibilidade de fechamento para uso posterior, e a capacidade de aquecer, cozinhar ou servir diretamente na embalagem. Além disso, a embalagem deve ser compatível com fornos micro-ondas, permitir a combinação de diferentes produtos (como iogurte com cereais) e atender a diversas ocasiões de consumo, como atividades esportivas ou em porções individuais. Também é importante considerar elementos ligados ao marketing e à comunicação, já que a embalagem precisa atrair a atenção e conquistar o consumidor no ponto de venda. Aplicações - Manter o produto em condições de segurança contra agentes microbianos e enzimáticos, físicos, químicos e ambientais. - Ser isenta de toxicidade. - Não causar incompatibilidade com o produto. - Ser de baixo custo. - Propiciar a venda do produto devido a sua aparência e poder visual; CLASSIFICAÇÃO DAS EMBALAGENS As embalagens de produtos alimentícios podem ser de metal, plástico, vidro ou papel. Ainda podem ser encontradas embalagens de madeira, têxteis e cortiça. As embalagens podem ser classificadas como rígidas, semi-rígidas ou flexíveis. Em alguns casos é a espessura do material que classifica a embalagem. Função ou nível As embalagens primárias são as que entram em contato direto com o alimento, sendo as responsáveis pela conservação e contenção do produto Ex: latas, sacos plásticos e garrafas. Por sua vez, as embalagens secundárias são as que protegem as embalagens primárias. São responsáveis pela proteção físico-mecânica durante a distribuição e pela comunicação, sendo suporte da informação. Ex: caixas de papelão, over wraps e rótulos. As embalagens terciárias ou também chamadas de transporte, são empregadas para acondicionar e proteger as embalagens primárias e secundárias durante o processo de transporte, estocagem e distribuição dos produtos alimentícios. A maneira como serão escolhidas essas embalagens depende da natureza da embalagem individual, esquema de paletização e custos. Ex: engradados, caixas de papelão MATERIAIS Todos os materiais apresentam aspectos positivos e negativos e as principais características são mencionadas a seguir. METAL Além das tradicionais latas de folhas de flandres, são exemplos de embalagens metálicas, os tambores de aço e as latas e laminados de alumínio. Inicialmente, o uso principal das latas para embalagem era a preservação de alimentos. As embalagens de metal aumentam o tempo de venda do conteúdo e podem resistir à pressão mecânica. METAL (BASE DE AÇO) - Interação química com o produto: corrosão, sulfuração - Resistente à baixas e elevadas temperaturas - Boa resistência mecânica - Possibilidade de decoração - Muito boa barreira - Não transparente - Reutilização limitada - Reciclável e facilidade de separação dos resíduos METAL (BASE DE ALUMÍNIO) - Leve e resistente - Elevada barreira - Elevada resistência à sulfuração e moderada à corrosão - Boa capacidade de formação - Flexível ou rígido (depende da espessura) - Possibilidade de combinação com papel ou plástico (laminados) - Reciclável - Custos elevados de produção PLÁSTICO Os plásticos foram introduzidosAltíssima Barreira: TPO₂na fabricação de embalagens no período de pós-guerra e englobam, filmes, sacos,tubos, engradados, frascos, entre outros. As embalagens de plástico podem ser moldadas, ou seja, podem possuir formatos diferentes e, comparadas a outros materiais, são mais leves. Contudo, a maioria é pouco resistente ao calor e permite difusão de gases, vapor e aromas. - Leve - Inquebrável - Resistência mecânica e térmica relativa - Barreira e inércia relativa - Não reutilizável - Reciclável - Possibilidade de combinação com papel e alumínio ou outros plásticos. Vidro O vidro é um dos mais antigos materiais usados para a fabricação de embalagens. Armazena alimentos e bebidas, preservando-lhes o sabor e protegendo-os contra a transmissão de gases. As embalagens podem ser lavadas e reutilizadas. Entretanto, comparado a outros materiais, o vidro é pesado e relativamente mais caro. Além disso, é frágil e não está disponível em qualquer formato. - Inerte - Transparente com possibilidade de se tornar colorido - Elevada resistência à compressão vertical - Elevada barreira - Várias formas e tamanhos- - Quebrável - Elevado peso - Possibilidade de fechamento entre utilizações - Reutilizável e reciclável. Papel Os sacos e papéis de embrulho representam opções simples e econômicas de embalagem. Esse tipo de material, além de ser leve e ocupar pouco espaço de armazenamento, pode ser moldado em diversos formatos, o que o torna bastante versátil. No entanto, uma desvantagem importante é sua baixa resistência à água. Para contornar esse problema, foram criadas técnicas específicas para modificar o papel, como o uso de papéis encerados, que são amplamente utilizados na embalagem de alimentos. - Várias espessuras e formatos. - Combinação com vários materiais para formar produtos laminados ou revestidos. - Baixa resistência mecânica. - Baixa barreira. - Resistente à baixas temperaturas. - Boa impressão. - Baixo peso. - Reciclável. Madeira As caixas e os engradados de madeira foram as primeiras embalagens modernas utilizadas para o transporte de produtos manufaturados e matérias-primas. Apesar de terem perdido espaço ao longo do tempo, algumas embalagens de madeira ainda desempenham um papel importante, como os barris, que são essenciais em contextos onde o envelhecimento e o paladar das bebidas são fatores relevantes. No entanto, embora a madeira seja um material relativamente barato e resistente, seu uso tem diminuído devido a questões como as campanhas de preservação ambiental e os riscos de contaminação microbiana associados ao material. Papelão As caixas e cartuchos de papelão liso, assim como as caixas de papelão ondulado, são amplamente utilizados como embalagens em diversos segmentos da indústria de transformação. Essas embalagens possuem a vantagem de serem leves, ocuparem pouco espaço e poderem ser moldadas em diferentes formatos, o que aumenta sua versatilidade. No entanto, não são naturalmente resistentes à água, embora possam adquirir essa característica por meio da aplicação de camadas de polietileno (PE). Devido a essas qualidades, as embalagens de papelão têm conquistado cada vez mais espaço no setor alimentício, sendo utilizadas para produtos como leites, sucos e iogurtes. EMBALAGEM x AMBIENTE A gestão sustentável das embalagens segue os princípios dos 3R’s: Redução, Reutilização e Reciclagem. A redução na origem envolve a diminuição do uso de materiais, como embalagens mais leves ou finas, otimização do formato e uso de produtos concentrados, sem comprometer a funcionalidade, segurança e qualidade do produto. A reutilização consiste no retorno das embalagens à indústria para novo uso, como garrafas de vidro e galões de água, trazendo benefícios ambientais e econômicos, embora exija consumo energético no transporte e monitoramento. A reciclagem pode ser orgânica (tratamento biodegradável com micro-organismos) ou mecânica (transformação de resíduos em novos produtos). Para ser eficiente, depende da coleta seletiva e da adesão da população. A reciclagem reduz a exploração de recursos naturais, o consumo de energia elétrica e a poluição ambiental, além de gerar empregos. No entanto, há limitações relacionadas à segurança alimentar e viabilidade econômica: materiais como vidro, aço e alumínio podem ser reciclados para contato direto com alimentos devido às altas temperaturas do processo; já papelão e alguns plásticos não são permitidos. A coleta seletiva é essencial para melhorar a qualidade dos materiais reciclados e envolve a separação por cores: - azul para papel/papelão; - vermelho para plástico; - verde para vidro; - amarelo para metais; - cinza para lixo comum. Apesar dos custos elevados, ela é considerada uma solução racional para transformar resíduos em matéria-prima reutilizável. No Brasil, programas comunitários têm incentivado a participação popular, aumentando os índices de reciclagem. Outras alternativas incluem a incineração com recuperação energética (uso de resíduos como combustíveis para gerar energia) e o descarte em aterros sanitários. Os aterros substituem lixões a céu aberto e são equipados com medidas de proteção ambiental para minimizar riscos. Após seu fechamento, os locais são requalificados com vegetação. EMBALAGEM DE METÁLICAS No início do século XIX as embalagens metálicas foram desenvolvidas, sendo as guerras napoleônicas (1811) precursoras da introdução de produtos preservados por meio de recipientes metálicos, feitos com ferro e estanho. 1865 - iniciou-se o uso desses recipientes com capacidade e dimensões diferentes para conservação. A lata era fabricada mecanicamente com material estanhado, cujo aço base tinha baixo teor de carbono. 1920 - ocorreu a diversificação da aplicação de embalagens com o emprego de vernizes internos aos diferentes tipos de produtos. Do ponto de vista tecnológico, as principais inovações que ocorreram foram: - Evolução dos tipos e formatos das latas; - Desenvolvimento de sistema de abertura fácil; - Redução da espessura da folha metálica sem diminuir sua resistência mecânica da lata; - Melhoria na qualidade de impressão. Os novos avanços proporcionam economia de energia e de materiais associados à maior produtividade. Desse modo, os materiais usados na fabricação de embalagens metálicas pode ser dividido em: - ferrosos - não ferrosos - orgânicos com tintas e vernizes. PROPRIEDADES E CARACTERÍSTICAS Devido aos diferentes materiais disponíveis as latas podem ser fabricadas com: - folha de flandres (FF); - Folha cromada (FC); - folha não revestida (FNR) - folha de alumínio (FAL) Em grande maioria as latas são revestidas com verniz. As embalagens metálicas para alimentos classificam-se fundamentalmente em dois tipos: - embalagens de três peças (corpo - tampa - fundo); - embalagens de duas peças (corpo e fundo são uma peça única e tampa). As latas de três peças são geralmente feitas em folhas de flandres. As latas de duas peças podem ser feitas em flandres, cromada e alumínio. No mercado podemos encontrar latas de diversos formatos, a lata redonda é a mais popular, não só por ser a que permite uma soldagem eficaz, como também por permitir um melhor aproveitamento da chapa metálica. A lata retangular por sua vez é muito utilizada para acondicionar conservas de peixe, pois esse formato favorece a apresentação do produto ao consumidor. As aplicações das embalagens metálicas são múltiplas e variadas, como na tabela a seguir. FOLHA DE FLANDRES As folhas de flandres (FF) ou tinplate, é o material ferroso mais usado na fabricação de latas de conserva. É um material heterogêneo de estrutura estratificada, constituída por uma chapa de aço (liga deferro com baixo teor de carbono), sendo revestida por estanho em ambas as faces (2,8-11,2 g/m2) e com espessura entre 0,15 e 0,40 mm. A aplicação do estanho é feita por eletrodeposição, a partir de soluções aquosas de sais de estanho. Na folha de flandres, além das camadas de estanho e ferro, existem outras extremamente delgadas, que irão oferecer resistência à corrosão e que são importantes devido suas propriedades superficiais. Atualmente o processo de deposição do estanho empregado nas latas é realizado por processo de estanho eletrolítico, o qual é realizado na bobina de aço. Essa eletrodeposição do estanho, submete-se o revestimento à fusão, fazendo com que se obtenha o brilho e formação da camada de liga FeSn2 . Sobre o aço base é encontrado a camada de liga ferro/estanho e sobre essa, há revestimento de estanho livre, o qual é recoberto por uma camada de passivação (constituído por compostos de cromo). Ademais as folhas metálicas também recebem uma camada de óleo (útil no manuseio e prevenção contra a corrosão atm). Em resumo as folhas de flandres possuem: Boa resistência mecânica: capaz de suportar esforços físicos sem deformar ou quebrar facilmente; Boa capacidade de deformação: Permite processos de dobramento e estampagem, essenciais na fabricação de embalagens. Alta resistência à corrosão: Protege contra a ação de produtos químicos ou condições atmosféricas, aumentando sua durabilidade. Facilidade de aplicação e boa aderência aos vernizes: Possibilidade de aplicação de revestimentos e acabamentos, como tintas e vernizes, garantindo proteção adicional e estética. Impressão litográfica: Permite a impressão direta na superfície, ideal para personalização e identificação das embalagens. COMPOSIÇÃO ESTRUTURAL FOLHA DE FLANDRES Aço base O aço base é responsável pelas caraterísticas mecânicas e em certa medida pela resistência à corrosão. Ademais, existem vários tipos de aço que podem variar de acordo com sua composição. Tipo D: aço com alumínio e destinado a latas embutidas (estiramento/embutimento). Tipo L: baixo teor em metalóides e elementos residuais, sendo usado para produtos com elevada corrosividade Tipo MC: aço fosforizado que aumenta a resistência mecânica e corrosão. É destinado para produtos de pouca agressividade. Tipo MR: baixo teor de metalóides, menos restritivo em elementos residuais, é o mais usado para fabricação da folha de flandres convencional e é recomendado para produtos que possuem média corrosividade. A classificação do aço em ordem crescente em relação ao teor de fósforo: L > MR > D > MC Composição do aço Os elementos que estão presentes no aço base exercem funções relacionadas a resistência mecânica quanto à corrosão. O carbono está relacionado diretamente com as propriedades mecânicas da FF. Quanto mais dúctil se deseja a folha e quanto maior for a estampagem a que estará sujeita, é esperado um menor teor de carbono. Fósforo A presença do fósforo aumenta a rigidez da folha e diminui sua resistência à corrosão. O teor max. deve ser de 0,0015% Enxofre e Cobre Sua presença em quantidades maiores que 0,1% acelera a corrosão da FF em algumas conservas alimentícias. Manganês A quantidade de manganês deve ser suficiente para reagir todo o enxofre presente, pois o excesso desse elemento forma um composto com o ferro, com PF mais baixo, trazendo dificuldades à laminação a quente e tornando assim o aço mais frágil. Silício A elevada concentração do silício diminui a facilidade de estampagem da folha e prejudica o processo de fabricação do aço. Sua quantidade deve estar entre 0,01% e 0,02%. Algumas propriedades físicas e mecânicas do aço base são descritas a seguir. Espessura do aço A espessura está relacionada com características mecânicas da folha e dimensões da recravação da lata, variando assim conforme as necessidades mecânicas que a lata deve suportar durante o processo térmico, transporte e distribuição. Do processo de fab. da FF resultam as folhas de dupla redução e as folhas de redução simples. As folhas de dupla redução tem uma redução de 30-40% na espessura, com cerca de 0,12-0,18 mm, porém com resistência mecânica adicional. São fabricadas folhas metálicas designadas por aços ultrafinos com espessura igual ou inferior a 0,08 mm, que concorrem com o alumínio. Dureza do aço (têmpera) A têmpera é obtida pela composição do aço e pelas etapas de recozimento e laminação de encruamento. Assim, a dureza do aço em relação à composição química está relacionada com seu teor de fósforo, nitrogênio e boro. O processo de recozimento, que pode ser do tipo contínuo ou em caixa , define o grau de têmpera da folha pelos parâmetros tempo e temperatura. O grau de têmpera de uma folha metálica é habitualmente medido pelo ensaio de dureza superficial Rockwell. Sendo assim, folhas metálicas são classificadas por tipo de têmpera, segundo os valores de dureza obtidos. A ordem crescente de dureza é dada por: T50 > T52 > T57 > T61 > T65 > T70 As folhas que receberão estampagens profundas devem ter menor resistência mecânica e as de dupla redução, a têmpera deve ser maior, para compensar a diminuição da espessura. Uma das principais etapas da fabricação do aço é o recozimento, que confere ao material suas características de dureza, através da recristalização da estrutura, melhorando as propriedades de melhoramento, estampagem e embutimento Camada de liga ferro/estanho (FeSn2) Esse tipo de estrutura é obtido por meio do processo de eletrodeposição do estanho sobre o aço base. A FF passa por tratamento térmico em uma torre de refusão do estanho formando assim uma camada intermetálica de ferro/estanho na forma de FeSn2, por um processo de difusão e transf. de massa. Dependendo das condições do tratamento térmico aplicado à folha, a camada de liga pode ter uma estrutura cristalina retangular ou pode ser constituída por pequenos nódulos. A camada de liga, embora delgada, é de fundamental importância, pois quanto mais contínua, melhor será a resistência da folha de flandres à corrosão ácida. Essa camada de liga, neste caso, é uma barreira à passagem da corrente de corrosão da pilha estanho-ferro, quando em presença de certos produtos ácidos, tais como suco de fruta. Esse tipo de folha normalmente é empregado na fabricação de latas sem aplicações de verniz interno. Revestimentos de estanho O estanho usado para o revestimento da folha de flandres deve ter a pureza de 99,5%. A camada de estanho é expressa em g/m2 para cada face da folha de flandres, que pode ser fabricada com revestimento nominal ou diferencial em relação às suas duas faces da folha. Nominal: Igual nas duas faces Designação comercial: letra “E” (significa eletrolítico) seguida da massa em g/m2 em cada face. Diferencial: Maior massa de estanho em uma face, geralmente aquela que entra em contato com o alimento(fica no interno da lata). O recobrimento é em apenas uma face. Designação comercial: letra “D” seguida da massa em g/m2 em ambas as faces. Para diferenciar o material com revestimento diferencial utiliza-se marcação na face de maior revestimento, que em casos especiais pode ser feita na face de menor revestimento, com linhas tracejadas, figuras geométricas e outras formas. Geralmente, a marcação nas folhas é feita com linhas paralelas. Revestimento de passivação A superfície estanhada recebe um tratamento eletroquímico de passivação que consiste na deposição de uma fina camada de cromo metálico e óxido de cromo, cuja função é proteger o aço de descontinuidades da camada de estanho metálico. Existem três tratamentos de passivação praticados em diferentes condições: - leve; - convencional; - resistente. Que são designados,respectivamente, por tratamentos 300, 311 e 311. Apesar da película de passivação possuir apenas alguns nanômetros de espessura, tem uma natureza complexa. O tipo de tratamento aplicado na saída de estranhamento (óxido de estanho, cromo metálico e óxido de cromo), pode ser obtida por via química ou eletroquímica. Conferindo propriedades particulares e interessantes à FF, como melhorar a resistência à corrosão atmosférica e à sulfuração e a aderência dos revestimentos orgânicos. 311 - camada mínima de cromo = 3 mg/m2 de folha 314 - filme de cromo e óxidos de cromos complexos, com espessura mínima de 7,5 mg/m2. Recomenda -se para o enlatamento de produtos ricos em compostos sulfurosos. Esses compostos sulfurosos provocam a formação de óxidos superficiais que prejudicam algumas propriedades tais como aspecto do produto e adesão de vernizes. Camada de óleo A FF é recoberta com uma fina camada de óleo, que propõe facilitar sua separação em fardos ou bobinas. Esse óleo precisa ser apropriado para uso em embalagens que são destinadas a alimentos. A camada de óleo permite minimizar os danos mecânicos causados pela abrasão e facilita a manipulação das folhas de flandres durante a fabricação da lata. A massa do filme de óleo é expressa em mg/m2, e os valores mínimo e máximo são de 5 e 15. Folha cromada Nada mais é que um produto laminado, obtido pela deposição eletrolítica de cromo sobre uma folha de aço com baixo teor de carbono. A mesma é formada por uma película de cromo metálico e de óxidos em ambas as faces. Esse material não solda facilmente, não apresenta grande resistência à corrosão, porém é muito resistente à sulfuração e mostra excelente aderência a certos vernizes. Quando envernizado adequadamente, oferece uma proteção compatível a um grande número de produtos alimentícios de baixa acidez. Normalmente os valores situam-se em torno de 70 mg/m2 (32-140 mg/m2) de cromo metálico e 12 mg/m2 (7,5-27 mg/m2) de óxidos de cromo por face, no que diz respeito ao revestimento nominal desse material. Quando comparada à folha de flandres (FF), a folha cromada apresenta diversas vantagens, como: - maior aderência aos vernizes; - boa resistência mecânica; - menor resistência à corrosão por produtos ácidos; - alta resistência à sulfuração, - maior resistência à corrosão atmosférica; - menor custo; - resistência a temperaturas maiores que 232˚C; Desvantagens: - maior desgaste do ferramental usado em sua fabricação, por ser mais duro; - baixa resistência mecânica da camada de cromo; - necessidade de se envernizar as duas faces; - alta dureza superficial; - ausência de soldabilidade da liga e de proteção catódica para o aço base; Sua aplicação tem sido em: - tampas e fundos envernizados de latas com três peças e destinadas a conservas vegetais e doces de frutas em geral; - embalagens de duas peças (produtos cárneos e pescados); - corpo de lata retangulares para óleos comestíveis. O sistema de soldagem convencional empregado para a folha de flandres não é aplicável às folhas cromadas, pois não existe estanho disponível no material. Em alguns casos, faz-se a soldagem da costura lateral com resinas termoplásticas que oferecem boa proteção, ao vazamento do produto. Folha não revestida A folha não revestida é um laminado de aço sem qualquer tipo de revestimento, fornecido nas espessuras usuais da FF ou da FC. O fato de não possuir qualquer tipo de revestimento superficial, acaba sendo de difícil conservação em condições normais de manuseio e utilização. Devido a esse fator, o processo de oxidação superficial é frequente, depende das condições de umidade relativa e temperatura ambiente e se dá início nas bordas da bobina ou das folhas cortadas. Para reduzir esta ocorrência é realizado um oleamento superficial que é compatível com os vernizes ou tintas que serão aplicados ao material posteriormente. Vantagem: baixo custo Desvantagens: baixa resistência à corrosão - necessidade de envernizamento das duas faces - não se aplica à solda. A legislação brasileira permite o uso de folha não revestida apenas para produtos alimentícios desidratados (leite em pó, farinhas) e óleos comestíveis, cuja interação com o material de embalagem é praticamente nula. Folha de alumínio O alumínio é um material muito leve e não ferroso, com facilidade de transformação e com boa resistência à oxidação atm. Devido à energia despendida na sua produção, o alumínio é um metal que acaba tendo um custo elevado. Vantagens e desvantagens O alumínio para contato alimentar não é utilizado na sua forma pura, mas na forma de liga, ou seja, combinado com elementos como Mn, Mg, Si, Cu, Cr, etc. que melhoram suas características mecânicas e de resistência à corrosão. Para usos específicos, o alumínio pode passar por tratamentos de passivação, mas, na maioria das aplicações, é protegido com vernizes sanitários ou materiais plásticos, semelhantes aos usados na folha de flandres, aplicados de forma semelhante. O tratamento de passivação do alumínio ocorre em uma cuba eletrolítica com banho de ácido sulfúrico, onde a folha de alumínio atua como ânodo, dano à corrosão controlada. A passagem de corrente forma uma camada porosa de óxido sobre o metal. Para reforçar a proteção, o material é tratado com água em ebulição, criando uma camada de hidróxido que sela os poros. No entanto, essa camada é frágil e precisa ser aplicada após a fabricação das embalagens para resistir especificamente ao uso. O alumínio não permite a soldagem rápida, através de métodos convencionais, para a agrafagem e obtenção de latas com três peças. Assim sendo, os recipientes de alumínio são, normalmente, de duas peças. É utilizado nas mais diversas formas como: - embalagens rígidas (latas); - semi-rígidas (formas e bandejas); - flexíveis (sacos e caixas) que são associadas a plástico/ papel e FA; VERNIZES Os vernizes são revestimentos orgânicos constituídos por uma ou várias resinas de base, termoplástica ou termoendurecível; pigmentos/aditivos diversos e solventes necessários à fabricação e aplicação e que serão posteriormente eliminados durante a secagem. Os vernizes formam, assim, uma película aderente, transparente (incolor ou dourada) ou opaca. A função essencial do verniz é de minimizar as interações dos metais da embalagem com os produtos acondicionados no seu interior. Os vernizes aplicados devem resistir à deformação mecânica e aos tratamentos térmicos e não devem apresentar qualquer risco de toxicidade ou transmitir qualquer gosto ou odor ao produto enlatado. Os revestimentos orgânicos são responsáveis por proteger tanto o interior quanto o exterior das embalagens metálicas na maioria das vezes. O alumínio e aço cromado são sempre envernizados nas duas faces e apenas alguns produtos são acondicionados em latas de folha de flandres não envernizadas ou envernizadas parcialmente. As principais características que os revestimentos orgânicos devem ter são: - fácil aplicação e secagem; - boa aderência; - resistência à abrasão; - flexibilidade; - resistência a tratamentos térmicos; - resistência química; - não transmitir sabor ou odor ao produto; - baixo custo. Cerca de 80% das latas para alimentos são envernizadas, excetuando as que são utilizadas com certas frutas e vegetais onde o contato direto com o estanho melhora suas características sensoriais e conservação. FUNÇÕES DOS VERNIZES Proteção contra a corrosão: Os vernizes evitam que o metal da embalagem sofra danos causados pela oxidação, garantindo maior durabilidade e segurança do recipiente. Evitar o contato do alimento com metais: Criam uma barreira que impede que os alimentos entrem em contato direto commetais como ferro (Fe), estanho (Sn) e chumbo (Pb), evitando contaminações que poderiam comprometer a qualidade e a segurança dos alimentos. Evitar a migração de metais para o alimento: Além de impedir o contato direto, os vernizes também evitam que partículas ou componentes metálicos migrem para o alimento, preservando sua integridade química. Estética: Os vernizes são recomendados para melhorar a aparência das embalagens, proporcionando um acabamento mais uniforme e visualmente atraente. As resinas de maior utilização são as que pertencem à família das oleorresinosas, fenólicas, epoxifenólicas, epoxianidridos, organossóis, poliésteres, vinílicos e acrílicos. VERNIZES NATURAIS Oleorresinosos (esmalte sanitário): São vernizes de baixo custo e boa resistência a ácidos, mas não resistentes à sulfuração. Trata-se de uma mistura de resinas naturais e óleos secativos. É realizada a adição de solvente volátil que irá melhorar a viscosidade. São indicados para alimentos ácidos como frutas e picles, além de serem usados em termoplásticos intermediários. Como vantagens temos: - Alto teor de sólidos; - Fácil aplicação; - Baixo custo; - Boa aderência e flexibilidade; - Ampla faixa de temperatura de cura; - Resistência térmica; - Resistência a ácidos; C - esmaltado (verniz C): Esse tipo de verniz contém pigmentos à base de compostos de zinco. Ele reage com íons sulfeto presente em alguns alimentos, formando sulfeto de zinco, que é incolor, atóxico e não afeta as propriedades dos alimentos. É utilizado principalmente para produtos ricos em enxofre, como milho, proporcionando uma boa aparência na face interna das latas. No entanto, o Verniz C não deve ser usado para produtos ácidos , pois a ocorrência entre ácidos graxos e zinco pode gerar poros no verniz e liberar gás hidrogênio (H₂). VERNIZES SINTÉTICOS Fenólicos: Os vernizes fenólicos são classificados como termofixos , ou seja, após serem submetidos a altas temperaturas, eles passam por uma ocorrência química que os torna rígidos e eficazes, não podendo ser moldados novamente. Essa propriedade é essencial para garantir a durabilidade e a resistência do revestimento. Uma característica importante destes vernizes é a baixa flexibilidade , especialmente em espessuras finas (inferiores a 3 g/m²). Essa limitação de flexibilidade exige que seja utilizada em aplicações onde não há necessidade de grande deformação do material. Em relação ao revestimento externo, também são aplicados na parte externa das embalagens metálicas para proteção contra corrosão atmosférica ou transparência. No que diz respeito ao revestimento interno, são usados no interior de embalagens destinadas para peixes, carnes e vegetais. As suas principais vantagens são: Resistência a ácidos graxos e produtos sulfurados: Ideal para alimentos que possuem essas características, como frutas cítricas ou milho. Boa transparência: Permite maior visibilidade para rótulos e litografia na embalagem. Baixa aderência em pH elevado (pH > 7): Pode ser uma limitação em ambientes mais alcalinos. Boa resistência térmica: Continua sendo eficiente em altas temperaturas. Apesar das vantagens, os vernizes também apresentam algumas limitações: Baixa aderência: Em certas condições, não pode aderir bem à superfície metálica. Pouca flexibilidade: Quando aplicadas em menores espessuras, podem ser mais frágeis e suscetíveis a falhas. Tendência a conferir sabor e odor estranhos aos alimentos: Em alguns casos, o verniz pode interagir com o alimento e alterar suas características sensoriais. Vinílicos: Os vernizes vinílicos são de acetato ou cloreto de vinila, os quais são produzidos a partir de uma combinação ou não com resinas. O mesmo é utilizado como um verniz de acabamento em tampas e corpos de latas. Além disso, é usado em emb. para refrigerantes, cervejas e produtos ácidos. Como características principais o vinílico possui boa flexibilidade e aderência, não permite a transferência de gosto, são termoplásticos e podem ser usados como revestimento interno e externo. Como desvantagens, apresenta, baixa resistência à sulfuração, baixa resistência térmica, fraca aderência sobre a FF. Necessita de uma aplicação preliminar de verniz oleorresinoso. Acrílicos: Os revestimentos acrílicos possuem alta resistência ao calor e são transparentes, sendo utilizados em revestimentos externos de latas, com ou sem litografia. Eles protegem a rotulagem contra riscos e oferecem proteção contra corrosão. São comumente aplicados em latas para vegetais, sopas e pratos prontos. Entre as vantagens dos revestimentos acrílicos destacam-se a boa resistência térmica, resistência a ácidos e à sulfuração, alta dureza e boa flexibilidade. No entanto, apresentam desvantagens como o alto custo e a possibilidade de conferir sabor e odor estranhos a alguns produtos. Butadiênicos: Os revestimentos butadiênicos são obtidos de resinas de butadieno e usados como revestimento de base em latas, especialmente aquelas com dupla camada de verniz (como as de cerveja). Esses revestimentos podem conter óxido de zinco (ZnO), sendo indicados para alimentos ricos em enxofre. Epóxis: Apresentam facilidade de aderência ao metal, boa flexibilidade e resistência química. Além disso, permitem a combinação com diferentes tipos de resinas, como epoxivinílicas e epoxifenólicas, tornando-os versáteis para diversas aplicações. VERNIZES MISTOS Epoxifenólicos: Oferecem boa flexibilidade, aderência e resistência mecânica. Eles se destacam pela resistência ao processamento térmico e à ação de alimentos sulfurados. São utilizados tanto para revestimentos internos quanto externos de embalagens metálicas, sendo indicados para alimentos como vegetais, carnes e bebidas. Entre as vantagens desses revestimentos estão: - Resistência a ácidos (resina fenólica). - Boa aderência e flexibilidade (resina epóxi). - Excelente resistência mecânica. - Boa viscosidade. - Resistência ao processamento térmico. - Não alteram o sabor ou odor dos produtos embalados. - Alta resistência à sulfuração. Apesar de suas excelentes características, o principal ponto negativo desses revestimentos é o alto custo. Organossóis: Dispersões de policloreto de vinila que são reforçados por uma resina fenólica em solvente orgânico. Este verniz tem boa resistência química a temperaturas de esterilização e são usados em latas embutidas, pigmentados ou não e em tampas de abertura fácil. INTERAÇÃO Migração: A migração de compostos da embalagem metálica pode ter origem no verniz ou em menor escala, nos metais que constituem a lata. O objetivo do verniz é atuar como uma barreira protetora entre o metal e o alimento, prevenindo contaminações e alterações indesejadas. Entre os metais que podem migrar para os alimentos, destaca-se o estanho, cujo nível máximo permitido é de 250 ppm (partes por milhão), pois concentrações superiores podem causar perturbações gastrointestinais. Outro metal identificado é o cromo, com níveis médios de migração variando entre 0,018 e 0,090 ppm. Já o alumínio, quando presente em excesso, pode provocar distúrbios neurológicos. Para garantir a segurança do consumidor, todos os constituintes dos vernizes usados nas embalagens metálicas devem constar em uma lista positiva de substâncias autorizadas pelos órgãos reguladores. Além disso, após a aplicação e cura do verniz, ele não deve liberar substâncias em quantidades superiores aos limites estabelecidos pelas normas vigentes. O verniz também deve preservar as características organolépticas, garantindo que eles não sofram alterações devido à interação com os metais da embalagem. Corrosão: A corrosão é um fenômeno que ocorre devido a uma reação eletroquímica entre os metaise os componentes do meio ambiente, principalmente na presença de umidade e oxigênio. Esse processo resulta na deterioração do metal, comprometendo sua integridade e funcionalidade. A taxa de corrosão depende de diversos fatores, como a composição do meio em que o metal está inserido, especialmente em ambientes com ácidos e sais, que aceleram o processo corrosivo. Além disso, outros fatores também influenciam a corrosão. - A solubilidade dos compostos formados na superfície do metal e a taxa de remoção desses compostos desempenham um papel importante. - Produtos fitossanitários, como conservantes químicos, podem interagir com o metal e intensificar o processo. - A temperatura é outro fator crucial, pois temperaturas mais elevadas tendem a acelerar as reações químicas que levam à corrosão. - A relação entre a área e o volume da embalagem também é relevante, já que superfícies maiores expostas ao meio aumentam a probabilidade de corrosão. - Por fim, a presença e o tipo de verniz aplicado ao metal são determinantes para proteger sua superfície contra agentes corrosivos. O verniz atua como uma barreira protetora, reduzindo o contato direto entre o metal e os elementos que promovem a elementos que promovem a corrosão. Sulfuração: A sulfuração é um fenômeno que ocorre devido à decomposição das proteínas presentes nos alimentos, as quais contêm enxofre em sua composição. Durante o processo de esterilização, essas proteínas podem liberar produtos sulfurados, como o gás sulfídrico (H₂S). Esses compostos reagem facilmente com materiais presentes nas embalagens metálicas, como estanho e ferro, formando compostos de coloração escura, que podem variar entre tons acastanhados, violáceos ou negros. Embora a sulfuração não altere o sabor, o valor nutritivo dos alimentos ou represente riscos à saúde humana, ela é considerada um defeito visual significativo. Esse aspecto visual pode gerar desconfiança no consumidor, mesmo que os alimentos permaneçam seguros para o consumo. FABRICAÇÃO Latas 3 peças Latas 2 peças corpo fundo tampa corpo embutido e tampa; estampagem e reestampagem; estampagem e repuxo; Com os avanços tecnológicos houve a eliminação da solda com chumbo e passou a ser utilizado a solda elétrica. Devido a automação, se obteve maior velocidade de fabricação, as costuras mecânicas passaram a ser mais seguras. Lata de 3 peças Feita por folhas de flandres, foram as primeiras a serem utilizadas para indústria de conservas. O seu processo de fabricação é convencional, ou seja, consiste em produzir latas com fundo e tampa recravados. São latas mais usuais e designadas por open top can. De forma geral o processo convencional consiste na aplicação de um verniz na FM, proceder o corte do corpo da lata, efetua-se a eletrosssoldagem das extremidades ao corpo pré cortado e do fundo, realizar o revestimento da zona da solda com verniz e efetua-se a estampagem e a montagem da lata, posteriormente seguido da recravação da tampa. Latas 3 peças - Etapas Litografia: A litografia é um processo utilizado na fabricação de embalagens metálicas, como latas decorativas ou para alimentos. Esse processo envolve várias etapas. Primeiramente, há o sistema de alimentação, que garante o fornecimento contínuo das chapas metálicas para o processo. Em seguida, ocorre a envernização ou impressão, onde são aplicados os revestimentos ou tintas sobre as chapas. Após essa etapa, as chapas passam por estufas, onde são submetidas a secagem em túneis com temperaturas entre 140°C e 210°C por cerca de 20 minutos. Depois disso, elas seguem para a seção de resfriamento e, por fim, são empilhadas. Na aplicação prática da litografia, os revestimentos são aplicados tanto na parte interna quanto externa da embalagem. A aplicação inicial do verniz interno é essencial para proteger o conteúdo da embalagem. Externamente, utiliza-se esmalte branco como base para a impressão de imagens ou textos. As tintas e esmaltes usados precisam apresentar estabilidade em altas temperaturas e serem adequados às condições normais de processamento de alimentos, garantindo segurança e qualidade do produto final. Corte: Depois da litografia, as chapas seguem para a etapa de corte no chamado departamento de tesouras, onde são recortadas para formar as diferentes partes da embalagem: tampa, corpo e fundo. O corte da tampa e do fundo é feito em formato zig-zag com tesouras tipo guilhotina, enquanto o corpo da lata é cortado em retângulos utilizando tesouras rotativas. Esse processo garante que todas as partes tenham o formato necessário para serem montadas posteriormente. O diagrama apresentado na última imagem ilustra como as chapas são divididas em cortes específicos (primeiro corte e segundo corte), destacando a organização eficiente para aproveitar ao máximo o material metálico. Estampagem: Primeiramente, são utilizadas prensas automáticas que moldam os componentes com anéis concêntricos ou de expansão. Em seguida, ocorre o encurvamento das extremidades da tampa e do fundo, chamado de "curle". O curle é a curvatura que permitirá a união entre a tampa ou fundo e o corpo da lata durante o processo de recravação. Após a formação do curle, realiza-se a aplicação do vedante. O vedante é uma suspensão aquosa aplicada diretamente na curvatura (curle) da peça em movimento de rotação. Ele serve para garantir uma vedação eficiente entre as partes da lata, evitando vazamentos e preservando o conteúdo interno. Por fim, as peças passam por uma estufa para a cura do vedante, que ocorre a uma temperatura de 100°C, solidificando o material e garantindo sua funcionalidade. Montagem: A montagem envolve uma série de operações através de um processo inteiramente automático, a saber: - formação do corpo; - flangeamento; - recravação; O processo de montagem começa após a obtenção das peças: - tampa; - fundo; - retângulo para o corpo. Formação do corpo (body - making): Na etapa de formação do corpo, as latas são produzidas em uma linha de montagem automática e integrada, composta por máquinas conectadas por elevadores e transportadores horizontais e inclinados. Os corpos retangulares, que vêm da seção de corte, são direcionados por um alimentador para um conjunto de cilindros. Esses cilindros têm a função de eliminar o efeito de mola presente na folha metálica. Após passar pelos cilindros, os corpos seguem para a operação de agrafagem, que dá continuidade ao processo de montagem. Agrafagem: A agrafagem é realizada por uma máquina que utiliza um mandril, duas abas e um martelo. As abas posicionam os ganchos do corpo da lata ao redor do mandril, realizando o enganchamento, enquanto o martelo finaliza a união e o aperto. Dependendo do tipo de costura mecânica empregada, pode-se aumentar a resistência da agrafagem. Após essa etapa, ocorre a soldagem, que é essencial para o fechamento hermético e a resistência mecânica das latas feitas de folhas de flandres. A soldagem inclui três etapas principais: - pré-aquecimento: feito com chama direta que queima a camada orgânica da folha metálica, permite que os gases formados escapem pelas folgas do serrilhado; - solda: geralmente com corrente elétrica ou aplicação de liga metálica; - pós-aquecimento: solidifica e estabiliza a união. De modo geral, existem diferentes tipos de soldas empregadas nas latas de três peças, descritas a seguir. a) Solda convencional: Após a formação do cilindro e a junção das laterais do corpo da lata, aplicava-se uma solda branca composta geralmente por chumbo e estanho, sendo a liga 98% Pb + 2% Sn a mais comum. Contudo, este método foi abandonado na indústria alimentícia devido ao riscode contaminação por chumbo. b) Solda termoplástica: Utiliza materiais termoplásticos para unir as partes da lata. Esses materiais podem ser resistentes ou não ao calor, sendo os resistentes geralmente à base de poliamidas e os não resistentes fabricados com borracha sintética. Aplicação comum: - Latas para óleos comestíveis. - Embalagens feitas com folhas cromadas não revestidas, que não são compatíveis com solda por liga metálica. c) Solda elétrica: Nesse método, a junção do corpo da lata é realizada pela fusão do ferro, gerada pela passagem de corrente elétrica e aplicação de pressão na área a ser soldada. O calor gerado na área de contato une as bordas metálicas. Uma das principais vantagens desse tipo de solda é a ausência de chumbo, tornando-a mais segura para aplicações, especialmente na indústria alimentícia. No entanto, é necessário tomar precauções para proteger a região soldada contra a corrosão, além de evitar a migração de ferro, que pode comprometer a integridade e a durabilidade da embalagem. Pós-aquecimento, feito também por chama direta para melhorar a abertura da solda, garantir sua resistência e garantir o fechamento hermético. Em seguida, ocorre a remoção do excesso de solda utilizando uma escova rotativa de feltro. Por fim, o processo é finalizado com resfriamento , que é feito por meio de jatos de ar direcionados sobre uma área trabalhada. Flangeamento: O corpo cilíndrico das latas passa pela flangeadora para a formação dos flanges em suas extremidades, o que permitirá a recravação, que consiste na união do fundo ao corpo da lata e é executada por recravadeiras em duas operações distintas. Recravação: As recravadeiras são máquinas utilizadas na fabricação de latas cilíndricas compostas por três partes: corpo, fundo e tampa. Eles possuem uma placa que ajusta o fundo sobre o flange do corpo da lata, além de dois roletes responsáveis pela união dos ganchos. O rolete de primeira operação realiza o início do enrolamento da aba sobre o flange, enquanto o rolete de segunda operação conclui a posse dos ganchos (dobras de metal) com o aperto necessário. Após esse processo, a tampa é recravada pela indústria no momento do acondicionamento do alimento. A ação de fechamento de recipientes metálicos, por meio de operação de dobramento das bordas superiores das latas, com o encaixe rebaixado e arredondado da periferia da tampa. O resultado será uma lata cilíndrica hermeticamente fechada, com alta resistência mecânica. O controle de qualidade na produção dessas latas é rigoroso e inclui duas etapas principais: - Exame de recravação: análise visual e externa, além de uma inspeção interna detalhada para verificar as medidas dos ganchos do corpo e do fundo e uniformidade e vedação da costura; - Teste de vazamento: é realizado automaticamente por um sistema pneumático eletrônico, que identifica e separa latas defeituosas (microfuros ou falhas na costura). As latas que passam no controle de qualidade seguem para a etapa final da produção, onde são embaladas em caixas de papelão ou paletizadas para distribuição. Esse processo também inclui o envio de pacotes de tampas para as indústrias alimentícias, que utilizam as latas para acondicionar seus produtos. Lata de 2 peças As embalagens metálicas de duas peças, amplamente utilizadas na indústria alimentícia, são produzidas por meio do processo de embutimento, que transformam uma folha plana ou pastilha metálica em superfícies com formatos específicos. Esse processo pode ser realizado a quente ou a frio e apresenta vantagens em relação às embalagens de três peças, como redução no número de etapas de fabricação, melhores condições para o acomodação do produto ou facilidade de consumo (diâmetro >> altura), não requer aplicação de solda e melhor aspecto comercial. Ex:. doces em massa, pescados, etc. Como desvantagens, podemos observar que existe menor menor velocidade de produção que a lata de 3 peças, maior descarte gerando maior custo final, latas retangulares apresentam maior dificuldade de recravação e o verniz utilizado internamente deve ter propriedades que serão capazes de resistir ao processo de estampagem. É importante ressaltar que as latas de duas peças são formadas a partir de uma única folha metálica, sem solda lateral e sem fundo separado. Os processos utilizados na lata de 2 peças são: - embutimento simples; - embutimento múltiplo. Embutimento simples (estampamento simples) É efetuado em prensas automáticas, a partir da conformação de uma folha metálica envernizada. Este processo aplica-se a todos os tipos de materiais metálicos (FA, FF, FC). As embalagens obtidas terão a espessura inicial da folha que lhes deu origem. As latas produzidas por este processo são destinadas ao acondicionamento de: - pescados em conserva (sardinhas, postas de peixes); - doces em massa (goiabada, marmelada). Os formatos mais comuns são os retangulares com os cantos curvos, os ovais e os cilíndricos. O embutimento múltiplo consiste num conjunto de operações que têm por objetivo obter formas mais profundas do que as obtidas por embutimento simples. Pode ser por: - estampagem e re-estampagem; - estampagem e repuxo. Embutimento múltiplo (estampagem e re-estampagem) Se aplica a todos os materiais, embora não seja de fácil aplicação na folha cromada. O processo consiste em estampagens sucessivas sobre um disco metálico que será forçado por meio de um pistão, por meio de uma matriz que irá definir o corpo do recipiente. Na primeira estampagem é formado um caneco, que na segunda passa por uma redução no diâmetro, ficando com altura maior, porém com a chapa tendo a mesma espessura inicial. As embalagens obtidas terão a espessura inicial da folha que lhes deu origem. Os exemplos mais comuns são recipientes metálicos para produtos como aerossóis, inseticidas, tintas, etc. Embutimento múltiplo (estampagem e repuxo) É aplicado ao alumínio e à folha de flandres para acondicionar cervejas e refrigerantes. O material metálico é embutido inicialmente seguindo o processo de estiramento com redução da espessura das paredes da lata. O verniz é aplicado após o processo de conformação. As etapas principais do processo incluem: 1. Corte da folha ou bobina em formatos scroll e zig-zag. 2. Obtenção de peças circulares para formar a base da lata. 3. Estampagem inicial dos corpos; 4. Re-estampagem e alisamento das paredes. 5. Acabamento e aparamento das bordas. 6. Limpeza do óleo de estampagem usado durante o processo. 7. Litografia (impressão) dos corpos e cura posterior. 8. Formação do “pescoço” e flangeamento, para encaixe da tampa. 9. Aplicação de verniz interno e externo, com cura posterior. 10. Acondicionamento das latas prontas para uso. Para padronizar as dimensões das latas, foi criada uma nomenclatura que utiliza três dígitos: O primeiro indica polegadas inteiras e os dois últimos frações em 1/16 de polegada. Ex.: 401 x 514 equivale a: 4” 1/16” de diâmetro por 5” 14/16” de altura. No Brasil, as latas mais comuns são as de 1/2 kg (73,3 mm x 111 mm), 1 kg (99,5 mm x 118 mm) e 5 kg (155,4 mm x 175,5 mm). As tampas das latas de duas peças são fabricadas por um processo semelhante ao usado nas latas de três peças, mas com diferenças na aplicação do vedante, que é feita por estampagem em vez de bico injetor. Isso dificulta o controle da quantidade e uniformidade do vedante em tampas não circulares. EMBALAGENS E AMBIENTE O uso da folha de flandres foi introduzido em 1810, que apresenta vantagens como impermeabilidade à luz, vapores e água, excelentecondutibilidade e resistência, além de baixo custo. AÇO O aço pode ser descrito como resistente, inviolável e opaco, composto por ferro combinado com estanho ou cromo. Apesar de ser o material mais antigo reciclado, sua reciclagem enfrenta desafios como contaminação por impurezas, alta concentração de estanho e peso elevado do material. O processo de reciclagem do aço envolve separação manual ou eletromagnética, limpeza, prensagem, fusão em fornos elétricos e laminação. Esse material pode ser reciclado infinitamente sem perda de qualidade e é reutilizado em automóveis, construção civil, utensílios domésticos e novas latas. ALUMÍNIO O alumínio também recebe destaque por suas características como brilho, maleabilidade e alto valor residual. É completamente reciclável e sua reciclagem economiza até 95% de energia em comparação com a produção primária. No Brasil, 98,2% das latas de alumínio foram recicladas em 2009. A reciclagem do alumínio inclui etapas como entrega nos postos de coleta, prensagem, trituração em moinhos de facas e remoção de resíduos por peneiras vibratórias e separadores pneumáticos. Após essas etapas, o material passa por fornos para remoção de tintas e vernizes, fusão em banho de metal líquido, lingotamento e laminação. A prática reduz impactos ambientais, gera renda para trabalhadores não qualificados e proporciona economia significativa de energia elétrica. CONTROLE DE QUALIDADE Os parâmetros selecionados para o controle da qualidade em folhas metálicas estão relacionados com características que poderão avaliar a qualidade da lata quanto a resistência mecânica, fechamento hermético e interação com o produto alimentício. Folhas Metálicas Espessura: A determinação da espessura em folha de flandres (FF), folha cromada (FC) e folha de alumínio (FAL) pode ser feita por método direto ou por pesagem (método indireto). Método direto: emprega micrômetro manual de ponta esférica com mola, garantindo precisão de 0,001 mm para medições localizadas. Método indireto: calcula a espessura com base no peso, dimensões e densidade do material, ideal para superfícies irregulares ou revestidas. Dureza superficial: Baseia-se na resistência à penetração de uma esfera, medindo a profundidade resultante: Realizado antes do envernizamento para evitar interferências. Utiliza escalas Rockwell, sendo HR 30T (direta para aços) ou HR 15T (indireta para folhas finas), com conversão posterior para HR 30T. Camada de passivação: Quantifica compostos de cromo através de três métodos: 1. Colorimétrico: extração de cromo (óxido e metálico) e reação com difenilcarbazida para análise colorimétrica da absorção . 2. Espectrofotometria de absorção atômica: quantificação precisa após extração química. 3. Coulométrico: - Galvanostático: aplica corrente constante e monitora variação de potencial. - Potenciométrico: variação controlada de potencial para medir a dissolução do cromo metálico. Camada de estanho total: Três abordagens principais: Gravimétrico (Clark): permite determinar o estanho total por pesagem, após a amostra ter passado por uma decapagem numa solução ácida. Volumétrico: dissolução do estanho, redução a Sn²⁺ com alumínio e titulação com iodato de potássio. Coulométrico: aplicação de corrente constante e análise da curva potencial-tempo para determinar massa dissolvida. Vernizes Identificação de Vernizes A análise utiliza métodos físico-químicos e espectroscópicos: - Espectroscopia de infravermelho (FTIR): Identifica componentes orgânicos por absorção de radiação em comprimentos de onda específicos, comparando espectros com bancos de dados padrão. - Cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas (GC-MS): Separa e quantifica compostos voláteis, como solventes e resinas, através de volatilização e fragmentação iônica. Determinação da camada seca: O método de ensaio baseia-se na diferença de peso de uma amostra envernizada, de área conhecida, antes e após a remoção do verniz. Determinação da espessura das películas de verniz: A espessura de películas de verniz sobre superfícies planas é medida com um medidor de espessura de revestimentos. O aparelho funciona com base na variação do fluxo magnético entre um ímã e o substrato magnético, influenciada pela espessura da camada não magnética (verniz) entre eles. Determinação da aderência do verniz: A aderência do verniz é avaliada pelo método da quadrícula, que consiste em realizar cortes na película seca até a base metálica, formando uma grade. Após a remoção de partículas soltas, aplica-se uma fita adesiva padrão sobre a área para verificar a resistência do verniz à remoção. Determinação da porosidade do verniz: A porosidade do verniz é determinada por métodos químicos ou eletroquímicos. O método químico utiliza sulfato de cobre, que reage com a folha metálica nos poros expostos, evidenciando as falhas da película. Já o método eletroquímico mede a intensidade da corrente elétrica, que varia conforme a área metálica descoberta. EMBALAGENS METÁLICAS Espessura residual em tampas de abertura fácil: É medida com micrômetro de agulhas finas que penetram na linha de enfraquecimento. Como a espessura residual varia ao longo da tampa, os pontos de medição devem ser bem distribuídos. Força de abertura: A determinação da força de abertura faz-se utilizando um dinamômetro de tração apropriado. O ensaio é realizado em dois passos: determina-se a força de perfuração ou rompimento da tampa e depois a força para abertura. Exame de recravação: Realizado por corte transversal ou decorticagem. Inclui exame visual e medição de parâmetros como profundidade, espessura, altura da recravação, gancho e espessura das folhas. Esses dados permitem avaliar sobreposição, rugas, compactação, espaço livre e porcentagem do gancho do corpo. EMBALAGENS PLÁSTICAS As embalagens plásticas variam em suas propriedades de proteção conforme o tipo de material e estrutura. Podem ser desde filmes simples, com alta permeabilidade a gases, vapor d’água e luz, até materiais convertidos com proteção comparável a recipientes de vidro e metal. São produzidas a partir de polímeros sintéticos ou naturais modificados, moldáveis por calor e/ou pressão, e utilizadas para conter, proteger e comercializar alimentos de forma atóxica. CONCEITOS FUNDAMENTAIS Polímero: Substância orgânica ou inorgânica com alta massa molecular formada por monômeros. Homopolímero: Polímero formado por um único tipo de monômero. Copolímero: Formado por dois ou mais tipos de monômeros. Termoplásticos: Possuem cadeias lineares ou ramificadas. Amolecem com calor e endurecem ao resfriar. Exemplos: PE, PP, PVC. Termofixos: Possuem alto teor de ligações cruzadas. Endurecem de forma irreversível após cura. Exemplos: poliuretano, resinas epóxi, fenol-formaldeído. Propriedades Gerais das Embalagens Plásticas Características comuns: baixo peso, boa resistência mecânica, propriedades de barreira, versatilidade, custo acessível e aparência atrativa. Materiais comuns: Polietilenos (PEBD, PEMD, PEAD), Polipropilenos (PP, PPBO, PPO), Poliestireno (PS), Polivinila (PVC, PVDC, EVA, EVOH) Poliamidas (Nailons), Poliésteres (PET), Policarbonato, Ionômeros, Poliacrilonitrila (PAN) e Polietileno naftalato (PEN) Identificação por código numérico (1 a 7): corresponde ao tipo de polímero utilizado. Polímeros e Suas Características Específicas Polietileno (PE) Fórmula molecular: Matéria prima: Gás etileno ou eteno Variantes com diferentes densidades: PEBD, PEMD, PEAD. Aumentos na densidade resultam em: - maior resistência mecânica; - menor transparência; - menor permeabilidade a gases. 🧪 PEBD – Polietileno de Baixa DensidadeAlta resistência ao impacto e rasgamento; boa flexibilidade; baixa barreira a gases. Aplicações: Sacos: grãos, sal, açúcar, prod. de panificação, leite pasteurizado Potes e frascos (sorvete, mostarda) Tampas para condimentos, sorvetes, achocolatados. 🧪 PEAD – Polietileno de Alta Densidade Propriedades: Alta rigidez; Excelente barreira a gases; Menor transparência; Alta resistência mecânica (tração, rigidez); Alto grau de cristalinidade (~90%). Aplicações: Produtos lácteos: leite esterilizado e pasteurizado, iogurte líquido; Óleos vegetais em embalagens institucionais,bombonas; Alimentos sensíveis à umidade: cereais, produtos desidratados. Comparativo PEAD x PEBD: PEAD: maior rigidez, menor transparência, maior barreira, maior melting point, menor impacto/rasgo. 🧪 PP – Polipropileno Fórmula: (-CH₂–CH(CH₃)-) Densidade: 0,9 g/cm³ Propriedades: Boa resistência térmica e química; Baixa resistência ao impacto a frio; Alta permeabilidade a gases. Tipos de PP: Homopolímeros: - Isotático (comercialmente comum) - Sindiotático - Atático (utilizado em adesivos) Copolímeros: - Menor temperatura de soldagem; - Maior resistência ao impacto; - Boas propriedades óticas; Processos: Biorientação (BO): melhora a transparência, barreiras e resistência ao rasgo. Revestimento: aumenta a soldabilidade e as barreiras. Metalização: aumenta a barreira de vapor d'água e luz. Aplicações PP Laminados de bolachas e salgadinho; Garrafas (água, suco); Termoformados (margarina, condimentos); Coextrusados (ketchup, maionese); Poliestireno (PS) - Fórmula: (-CH₂–CH(C₆H₅)-) - Amorfo, transparente, quebradiço - Densidade: 1,04–1,08 g/cm³ - Funde a 100°C - Baixa barreira a gases e vapor Tipos: Homopolímero: rígido, transparente, quebradiço e amorfo; Copolímero(PS Alto impacto): copolímero com butadieno,: mais resistente, opaco, menor rigidez, alta permeabilidade aos gases e vapor de água; Aplicações: - Termoformados (iogurte, manteiga); - Bandejas (carnes, biscoitos, prod. congelados); PS Expandido (Isopor): leve, boa resistência ao impacto, bom isolante térmico, mas problemático ambientalmente. Aplicações: Usado em bandejas, copos, embalagens para ovos. PVC (Policloreto de Vinila) Fórmula: (-CH₂–CHCl-) As propriedades dependem da formulação (estabilizantes, plastificantes); Boa barreira a gases; Baixa barreira ao vapor d’água; Decompõe com HCl, baixo desempenho térmico; Boa transparência e brilho. Aplicações PVC Rígidas: água, doces, pastas; Sopradas: vinagre, óleo; Coextrusadas: ketchup, maionese; PVC Plastificado: filmes esticáveis (frutas, vegetais). PVDC (Policloreto de Vinilideno) Densidade: 1,64–1,71 g/cm³ - Excelente barreira a gases e umidade. - Alta barreira a gases, vapor e aromas. - Decomposição a 205 °C, difícil processamento puro (usa copolímeros). Aplicações PVDC - Filmes para carnes, queijos; - Revestimentos em papel, PET, celofane. 🧪 PA – Poliamidas (Náilon) Propriedades: Alta resistência térmica, boa barreira a gases, sensível à umidade, resistente à perfuração. Aplicações: Filmes boil-in-bag, multicamadas (bacon, queijo), recobertos com PVDC. 🧪 PET – Polietileno Tereftalato Propriedades: - Alta transparência e brilho; - Resistência química e térmica; - Reciclável; - Pode ser usado em envase a quente. Aplicações: Laminados (café, carne); Bandejas para micro-ondas; Garrafas (refrigerante, óleo). PEN (Polietileno Naftalato) - Melhor barreira e resistência que PET; - Resistente à luz UV, hidrólise; - Aplicável a envase a quente; - Alto custo; Aplicações PEN Molhos, bebidas alcoólicas (cerveja), isotônicos. PC (Policarbonato) - Polímero amorfo de bisfenol-A; - Alta resistência ao impacto e calor; - Transparente, rígido e resistente; - Resistente a óleos, alcoóis, mas sensível a cetonas e álcalis. Aplicações PC Galões reutilizáveis; Fornos; Embalagens para panificação, carne, queijos; Recobrimentos de alto brilho. EVA (Etileno Vinil Acetato) - Copolímero de etileno + acetato de vinila; - Baixa cristalinidade, alta flexibilidade e adesão; - Propriedades variam com o teor de VA (de