Embalagens Celulósicas para Alimentos

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26/03/2013 
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Universidade Federal de Viçosa 
– Campus Rio Paranaíba 
Profa. Marali Vilela Dias 
CAL490: Embalagem de Alimentos 
Embalagens celulósicas 
Índice 
 
1. Embalagens Celulósicas 
1.1 Materiais celulósicos para uso no setor de embalagem 
1.2 Matéria-prima 
1.3 Filmes celulósicos 
1.4 Papel 
1.5 Cartão 
1.6 Papelão ondulado 
1.7 Madeiras 
1.8 Sacos Têxteis 
1.9 Tambores de Fibra 
1.10 Barril de Madeira 
1.11 Dioxinas 
 
 
 
2. Condicionamento de materiais celulósicos 
3. Controle de qualidade 
4. Fatores de influência na resistência 
5. Migração e legislação 
6. Reciclagem 
 
Índice 
 Escolha de embalagem: 
 
 
1. Requisitos de proteção para o alimento 
2. Qual material de embalagem atende à 
esses requisito 
Especificação de embalagem 
1. produto a ser embalado (peso, se várias unidades ou não, se há uma 
embalagem primária....); 
2. condições de armazenamento; 
3. envase do produto (se manual ou automático); 
4. selagem (fechamento das abas) da embalagem; 
5. rotulagem; 
6. transporte e distribuição do produto; e 
7. itens relativos ao processo de controle da qualidade no 
recebimento das embalagens pelo comprador. 
 Uma ou outra informação ainda pode constar para enfatizar algum 
aspecto particular importante para a especificação 
 
PROBLEMAS????? 
Barreira aos gases 
Umidade 
1. EMBALAGENS CELULÓSICAS: 
Resistência mecânica 
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 Os materiais celulósicos compreendem uma grande variedade 
de tipos que são utilizados para a construção de uma simples 
embalagem ou como componentes de um conjunto de 
materiais, como na formação de estruturas laminadas para 
embalagens mais complexas. 
SUBSTITUIÇÃO 
1.1 Materiais celulósicos para uso no setor de 
embalagem: 
- Filmes celulósicos 
- Papéis 
- Cartões 
- Papelão 
- Madeiras 
- Sacos têxteis 
- Tambores de fibra 
- Barril de madeira 
1.2 Matéria-prima 
Fibras de celulose 
50% de celulose; 
30% de lignina; 
20% de carboidratos e resinas. 
 
1. Fibras longas: 2 a 5 mm 
- Melhor resistência mecânica 
- Fonte: madeira macia (Araucárias) 
2. Fibras curtas: 0,5 a 1,5 mm 
- Melhor formação ( impressão, escrita) 
- Fonte: madeira dura (eucalipto) 
 Estrutura molecular básica da celulose. 
Processos de polpação 
Consiste em separar as fibras da madeira 
 
- Processo mecânico: força de esmagamento e moagem. Não 
remove a lignina: mais dura, rígida, estável dimensionalmente e 
barata. Papel escurece 
- Processo termomecanico: aquecimento com vapor (em torno de 
140 °C) 
- Processo químico: Agente químico. Remoção da lignina. Menor 
rendimento. Fibras mais longas e flexíveis. Tipos: 
Matéria-prima Matéria-prima 
– Kraft 
Pressão, soda caústica e sulfeto de sódio. 
Dissolver a lignina, preserva a resistência das fibras: pasta forte, 
rendimento entre 50 a 60 %. 
Uso: produção de papéis cuja resistência seja o principal fator: 
sacolas de supermercados, sacos para cimento, etc. 
– Sulfito 
Cozimento licor ácido (enxofre (SO2) e uma base Ca(OH)2, NaOH, 
NH4OH etc). Rendimento entre 40 e 60 % 
Pasta é de coloração clara que permite o seu uso mesmo sem ser 
branqueada. É de branqueamento muito fácil 
Uso: confecção de papéis para imprimir e escrever 
– Sulfato 
Mesmos produtos químicos do processo kraft, mas as condições são 
mais fortes: maior quantidade de sulfeto e de soda, cozimento por 
mais tempo e com temperaturas mais elevadas. 
Uso: não apresentam nenhuma restrição ao uso. 
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 Processo de produção da polpa de celulose: 
resistencia físico-mecanica do papel Remoção resíduos sólidos 
Matéria-prima 
Branqueamento 
• Uma continuação da deslignificação 
• Utiliza cloro e seus compostos (hipoclorito e dióxido de cloro), soda 
caustica. 
• Já se encontra bem desenvolvida uma técnica de branqueamento 
em que se emprega oxigênio. Evitar poluição causada pelos 
produtos derivados do cloro. 
• Objetivo: obter uma celulose mais estável (que não se altere com o 
tempo), obter um papel branco com as vantagens que ele traz para 
a impressão. 
Matéria-prima 
1.3 Filmes celulósicos 
 Celofane, acetato de celulose e etil celulose 
 Propriedades: barreira à umidade, termoselabilidade, resistência 
mecânica 
 Usados em embalagens laminadas e convertidas 
 
 
Celofane: 
 
Polpa de 
celulose 
Soda caustica 
Sulfeto de 
carbono 
Xantato Viscose 
Solução de ácido 
sulfúrico e sulfato de 
sódio 
Resina 
Soda caustica 
Celofane 
 maior custo e baixo rendimento 
 substituído  PP ou PS. 
 Rápida degradabilidade pós-uso reconquistando fatias de 
mercado 
 Aplicações: envoltórios para embutidos, tais como as tripas para 
salsichas, salames e mortadelas. 
 
Filmes celulósicos 
A belga Lima Foods, empresa do grupo americano de alimentos Hain 
Celestial, acaba de lançar uma nova linha de arrozes orgânicos 
acondicionados em embalagens feitas de filme compostável 
NatureFlex, da Innovia Films. 
Filmes celulósicos 
1) Produção de viscose 
2) Casting 
3) Revestimento para 
melhorar as propriedades 
1.4 Papel: 
Etapas de fabricação do papel 
 
 Massa de celulose: desagregação da celulose 
 Aditivação (cargas minerais, amido, corante e anti-espumante) 
 pigmentos minerais: revestimentos 
 aditivos de colagem: melhora colagem entre as fibras 
 sais inorgânicos: melhora impressão 
 aditivos para reduzir absorção de água 
 coadjuvantes de processo: auxiliam na boa formação do papel 
 amido (melhora acabamento superficial e evita soltura das fibras) 
 
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Papel 
Figura: Etapas da fabricação do papel 
Processo Fourdrinier 
Rolo jumbo 
Papel 
Figura: Etapas da fabricação do papel 
Papel 
 
Após a fabricação: 
- Processo de conversão 
- Laminação 
- Acabamentos: 
Monolúcido: Calandragem: Papeis para 
impressão 
Couché: tratamento a base de caulim 
Funções dos papeis: 
- Resistência mecânica 
- Proteção térmica 
- Estabilidade dimensional 
Papel 
 CALANDRAGEM: 
Papel 
 Tipos de papeis com aplicação em embalagens 
 
Kraft: papéis de alta resistência mecânica obtida pelo processo sulfato 
ou kraft (soda e sulfato de sódio): sacos em geral, farinha, pão 
 
Outros: 
Papéis Impermeáveis (Glassine), Seda, manilha, estiva 
 
Papel 
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TIPOS DE PAPEL UTILIZADOS EM SISTEMAS DE EMBALAGENS 
Papel 
 Embalagens de papel 
Diversos formatos: 
Papel 
FUNDO PLANO COLADO E LADO SIMPLES 
Papel 
FUNDO RETO COLADO E LADO SANFONADO 
 
FUNDO RETO COLADO E LADO SIMPLES 
Papel 
FUNDO RETO COSTURADO E LADO SIMPLES 
FUNDO RETO COSTURADO E LADO SANFONADO 
Papel 
EMBALAGENS VALVULADAS 
Papel 
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Embalagens valvuladas 
1.5 Cartão 
• Espessura > 300 μm 
 
• Gramatura: 120 a 700 g/m2. 
 
• Mais rígido e mais pesado do que o papel 
 
• Cartuchos (“displays”, convencionais),“multipacks”e 
estruturas laminadas (cartonadas e latas compostas). 
 
 
 
 
 Classificação dos cartão: 
 
1. Número de camadas: 
monoplex, duplex (forro e suporte), triplex (intermediária) 
 
2. Tipo de polpa de cada camada 
Química ou mecânica, reciclada ou virgem, natural ou branquiada 
 
 
 
 
 
3. Tipo de tratamento superficial 
Revestimento com parafina ou hot-melt 
Envernizamento 
Laminação (soldagem) 
Processos de calandragem e couché 
Papel em contato com 
alimento: (Portaria 177/99 
da Anvisa; RDC 130/02) 
 Tipos de embalagens de cartão 
1. Cartuchos (corte e vinco) 
- Convencional 
- Display (exposição) 
 
Colagem Trava americana Trava de encaixe 
CARTUCHOS CONVENCIONAIS 
CARTUCHO TIPO DISPLAY 
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CAIXAS DE ARMAR 
• são compostas de duas 
peças de mesmo 
formato, com o fundo 
ligeiramente menor que 
a tampa 
2. Multipacks 
• são usados para facilitar o 
transporte e manuseio de 
garrafas, latas , etc. 
 
3. Estruturas laminadas 
Estruturas para acondicionamento asséptico de 
alimentos 
Latas compostas 
O cartão confere à embalagem a resistência 
mecânicae a rigidez 
• As embalagens são feitas por máquinas específicas que forma, 
enche e sela em uma só operação, denominadas máquinas do 
tipo form/fell/seal, as quais utilizam uma bobina do material 
laminado. 
Estruturas laminadas 
Latas compostas 
Cartão 
Fabricação das latas compostas 
Cartão 
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1.6 Papelão ondulado 
Espessura acima de 1000µm 
 
 Componentes: 
1. Capa 
2. Miolo 
3. Revestimentos: 
 Hidrorrepelentes 
 Antideslizantes: sílica, alumínio 
 Antiaderentes 
 
 
Aplicação: 
embalagens secundárias, pouco usado como embalagem 
primária 
 Funções 
contenção, transporte, movimentação, proteção, identificação e 
marketing 
Papelão 
 
 
 
 
Classificação do papelão ondulado 
 
 
 
1. Face simples: 
Um elemento ondulado ( miolo) e um elemento plano (capa) 
 
2. Parede simples: 
Um elemento ondulado ( miolo) e dois elementos planos (capas) 
 
 
Papelão 
3. Parede dupla: 
Dois elementos ondulados ( miolos) e três elementos planos (capas) 
 
4. Parede múltipla: 
 
Papelão 
Fabricação da chapa de papelão ondulado 
Fig. Processo de ondulação do papel miolo 
Papelão 
Rolo corrugador 
FABRICAÇÃO DE PAPELÃO ONDULADO 
• FACE SIMPLES 
 
Papelão 
Fig. Princípio do processo de formação da estrutura de face simples 
Previamente 
aquecido 
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• PAREDE SIMPLES 
Papelão 
Fig. Princípio do processo de formação da chapa de papelão ondulado 
de parede simples 
• PAREDE DUPLA 
Papelão 
Fig. Princípio do processo de formação da chapa de papelão ondulado 
de parede dupla 
Colagem das ondas 
 A base de amido (milho, mandioca, trigo) 
 Aplicação uniforme da cola (45 – 55º C)sobre as cristas e posterior 
gelatinização do amido 
Papelão 
Após a formação das chapas 
de papelão ondulado são 
transferidas para as operações 
de conversão que darão o 
formato final das embalagens 
Tipos de onda 
TIPO DE ONDA ALTURA DA 
ONDA (mm) 
NÚMERO DE 
ONDAS (10 cm) 
A 4,2 - 4,5 11 - 13 
B 2,5 - 2,6 16 - 18 
C 3,6 - 3,7 13 - 15 
E 1,2 - 1,4 31 - 38 
Maior resistência a compressão: snacks, biscoitos 
qualidade de impressão: autossustentáveis: resistência ao 
esmagamento 
Papelão 
Aplicações dos tipos de ondas 
• ONDA A - melhor capacidade de absorção de choque, 
difícil de vincar. 
• ONDA B - mais usada quando se requer maior 
resistência ao esmagamento. 
• ONDA C- intermediária entre as ondas A e B. 
Papelão 
1. Caixa 
 Diferentes estilos de caixas e acessórios internos: padronizados 
por FEFCO (Federação Europeia de Fabricantes de Caixas de Cartão 
Ondulado) 
 
Papelão 
Brasil: norma NBR 5980 
Resistência ao rebentamento 
Resistência à perfuração 
Resistência à compressão em 
coluna (ECT) 
Tipo papelão ondulado 
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Exemplos de modelos CAIXAS DE PAPELÃO conforme a NBR 
NORMAL (02) 
 consiste de uma peça com 
junta grampeada, colada ou 
fixada com fita, com abas na 
parte superior e/ou na parte 
inferior. 
 
Papelão 
TELESCÓPICAS (03) 
 consiste de mais de uma 
peça que se encaixam 
Papelão 
Para produtos cárneos 
congelados 
• ENVOLTÓRIO (04) 
 
Consiste de uma ou mais peças que normalmente 
se dobram sobre o conteúdo, envolvendo-a 
total ou parcialmente durante a montagem. 
Papelão 
Para produtos hortículas 
• GAVETA (05) 
 
 Consiste de várias peças que se encaixam em 
diferentes direções umas nas outras 
Papelão 
• RÍGIDAS (06) 
 Consiste basicamente 
de duas peças 
separadas pela 
formação das testeiras 
e uma terceira peça 
para formação das 
laterais, tampa e fundo, 
na qual são 
grampeadas ou coladas 
às duas primeiras 
Papelão 
Testeira Lateral 
• PRÉ-MONTADAS (07) 
 São entregues planas 
com abas inferiores já 
coladas e prontas para 
uso mediante a simples 
montagem. 
Papelão 
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• Características de transporte e distribuição do produto, e 
conveniência proporcionada ao consumidor final do produto 
• Características do produto a ser embalado; 
• Condições de armazenagem da embalagem de transporte 
e do produto embalado; 
• Empilhamento; 
• Meios de transporte; 
• Mercado de destino ; 
• Tempo de armazenagem; 
• Condições climáticas; 
• Condições de movimentação. 
 Dimensionamento: comprimento (C) x largura (L) x altura (A). 
 
Escolha do tipo papelão ondulado 
Papelão 
2. Embalagem tipo contêiner 
 Transporte de grandes volumes 
Embalagens tipo bulk: produtos embalados e/ ou a granel 
Embalagens do tipo bag in box: produtos líquidos ou pastosos 
Papelão ondulado: parede dupla, tripla ou múltipla 
3. Displays: 
 Uso durante o transporte, distribuição e/ou exposição do 
produto no ponto de venda. 
4. Paletes 
 Unidades de carga 
 Menor peso, superfície sem imperfeições, eliminação de 
tratamentos de fumigação ou térmico 
Papelão 
1.7 Madeiras 
 
As caixas de madeira são mais utilizadas para matéria-prima e 
em especial para os produtos hortifrutigranjeiros e paletes 
para transporte 
 
Materiais utilizáveis podem ser: madeira serrada, madeira 
laminada, madeira compensada, chapas de fibras e chapas de 
aglomerados. 
1.8 Sacos Têxteis 
Produtos agrícolas e matérias-primas para as indústrias de 
alimentos: sacos de fibras de juta e sacos de algodão. 
1.9 Tambores de Fibra 
Acondicionamento de produtos a granel, geralmente sólidos, ou 
para produtos pastosos e viscosos (revestido internamente por um 
filme plástico). 
O corpo cilíndrico dos tambores é feito com folhas de papel kraft 
com ou sem filmes plásticos e folha de alumínio. 
O fundo e a tampa são feitos de discos de chapa de fibra de 
madeira, madeira compensada, presos ao corpo do tambor por 
meio de colas ou recravados por anéis metálicos 
 
1.10 Barril de Madeira 
Acondicionamento de bebidas alcoólicas, ou para conservas e 
condimentos. Madeira: carvalho 
 
 
1.11 Dioxinas 
• Formado durante o branqueamento do papel 
• Extremamente tóxico 
- perda de peso, danos na pele 
- alterações de funções do fígado e do sangue 
- aumenta incidências de tumores 
- defeitos em fetos 
- aumenta produção de enzimas (citocromo P450) 
• Não ocorre migração 
 
2. Condicionamento de materiais celulósicos 
 Condições no armazenamento, transporte, distribuição: consideradas 
no processo de desenvolvimento de embalagens e especificações de 
seus materiais 
 Materiais celulósicos são os mais susceptíveis às variações das 
condições ambientais 
 Conteúdo de umidade e temperatura são controlados na avaliação de 
suas propriedades dimensionais (transversal), mecânicas e aparência 
 Condição de ensaio: 23 ºC e 50% UR (efeito histerese) 
 Corte de corpos de prova após o condicionamento 
 Amostras devem ficar expostas: alcançar equilíbrio 
 Pré-condicionamento: NBR: 10 – 35% e T< a 40 C 
 Condicionamento: (5 ºC/85% de UR; 38 ºC/85% UR) 
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3. Controle de qualidade 
 
Testes 
Espessura 
Teor de 
umidade 
Tensão de 
ruptura 
Gramatura 
Porosidade 
 Gramatura do papelão ondulado 
• Representa o peso do papelão ondulado por metro quadrado (g/m2) 
• Amplamente utilizado 
• Corpos-de-prova condicionados e cortados (100 x 100 mm) 
• relacionada com a propriedade de resistência 
• conhecimento das propriedades de uma estrutura 
laminada, 
• No caso de filmes, pela gramatura pode-se conhecer o rendimento 
 de uma bobina 
Controle de qualidade 
Determinação do teor de umidade 
• Massa de água contida no corpo-de-prova, retirada por 
secagem até peso constante, expressa em percentagem 
sobre a massa inicial. 
• % Umidade = (Pi-Pf)/Pi 
• Relaciona diretamente com resistência mecânica do 
material 
Controle de qualidade 
Absorção de água (COBB) 
 Massa de água absorvida por unidade de área de uma 
das faces do papelão ondulado. 
 Teste: exposição do corpo de prova à água; retirada da 
água que não foi absorvida; pesagem do corpo de prova 
 Depende do tipo e qualidade polpa, do processode 
fabricação, do tipo de revestimento 
 Celulose virgem e reciclada 
 Valores muito baixo de absorção de água: colagem, 
impressão, alimento refrigerado 
 
Controle de qualidade 
Capacidade de absorção de água = (Pf-Pi)/área 
• É a medida da pressão máxima que é suportada por uma chapa 
• Pressão é uniformemente distribuída e aplicada 
perpendicularmente á superfície da chapa de papelão 
ondulado, 
• Resultado expresso em: KPa 
Arrebentamento ( MULLEN) 
Controle de qualidade 
Resistência à compressão de coluna (edge 
crust test) 
 É a força máxima suportada pelo material por unidade de 
comprimento, quando submetido ao esforço de compressão estando 
posicionado com as ondas perpendiculares aos planos que contêm 
as placas compressoras 
 Existe uma relação entre resistência à compressão da caixa com a 
resistência a compressão de coluna do papelão ondulado 
 
 
 
Resultado expresso em: kN/m 
Controle de qualidade 
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Resistência da colagem (método de separação 
seletiva usando dispositivo com pinos) 
Força necessária para separar a capa interna ou a capa externa do 
miolo 
Importancia da colagem: 
Teste: colocação de um disposição de pinos entre ondas do papelão 
ondulado, dispositivo este que irá forçar a separação do papel capa 
Controle de qualidade 
Resistência à compressão de embalagem 
 Usado para desenvolver padrões de paletização visando o 
melhor aproveitamento da resistência inerente da embalagem. 
 Propriedade relacionada com o desempenho da caixa no 
empilhamento, no transporte e estocagem 
 Pressão aplicada por um período de tempo determinado. 
Controle de qualidade 
4. Fatores de influência na resistência (colapso da caixa) 
 Umidade relativa 
Fig. Efeito da umidade relativa na resistência à compressão de caixas 
de papelão ondulado 
Fatores de influência na resistência 
 Tempo de estocagem 
Fig. Efeito do tempo de estocagem na resistência ao empilhamento 
de caixas de papelão ondulado 
Fatores de influência na resistência 
 Forma de empilhamento 
Fig. Distribuição da resistência à compressão na caixa de papelão 
 ondulado 
Regiões 
mais rígidas 
(2/3) 
Centro: maior 
flexibilidade 
Fatores de influência na resistência 
Fig. Efeito do tipo de empilhamento na resistência à compressão de caixas de 
papelão ondulado 
Resistência máxima a compressão 
Baixa estabilidade 
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Fatores de influência na resistência 
 Tipo de manuseio e transporte 
 
Relação peso/resistência: 
Resistência provem da configuração geométrica 
(separação das capas pelo miolo) 
 
 manuseio normal: redução de 10 a 20% na resistência 
 manuseio severo: 40% de redução na resistência 
Fatores de influência na resistência 
Tabela. Percentagem de resistência remanescente de caixas de 
papelão ondulado 
5. Migração e legislação 
 Migração de interesse toxicológico: controlada por legislação 
 Restrições por listas positivas: Relação de substâncias 
aprovadas para uso na formulação de materiais de embalagem 
 Inclusão ou exclusão da lista Positiva: 
 Conhecimento técnico-científico 
 Petição à autoridade competente 
 Dossiê técnico 
 
 Migração total: mede potencial do material transferir 
componentes para o alimento: mg de resíduo/dm2 de material 
de embaalgem ou mg de resíduo /kg de simulante 
 Migração específica: relacionada a uma substância individual: 
mg de componente /kg de simulante 
 Simulante x alimentos 
 
Migração e legislação 
Simulante Alimento 
Água destilada Aquosos 
Sol. Aquosa de ác. Acético 3% Ácidos 
N-heptano Gordurosos 
Solução alcoólica a 15% Alcoólicos 
6. Reciclagem 
Desafio para a reciclagem é a separação dos materiais 
Lixo Seletivo 
 Papelão 
 Alumínio 
 Aço / Folha de Flandres 
 Plástico 
 Vidro 
 Lixo Orgânico (Restos de alimentos e lixo de banheiro) 
 
 
Papéis Recicláveis 
 Revistas 
 Jornais 
 Papéis em Geral 
 Caixas de papelão 
 Papéis Não Recicláveis 
 Papel higiênico 
 Guardanapos com comida 
Reciclagem 
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Limitações: 
 
• Alterações nas fibras 
• Componentes no papel a serem eliminados 
Classificação: 
• Aparas 
• papéis usados 
 
 
Reciclagem Reciclagem 
Processo de reciclagem 
 
• desagregação e limpeza das aparas; 
• depuração da pasta obtida; 
• destintamento; 
• branqueamento (apenas para alguns tipos de papéis); 
• refinação da pasta; 
• adição ou não de fibras virgens, isto é, aquelas fibras que estão sendo 
utilizadas pela primeira vez; e 
• adição de produtos químicos. 
Reciclagem Benefícios da reciclagem 
 
• economia em madeiras que teriam que ser cortadas para a 
fabricação de papel. 1 tonelada de aparas, dependendo do tipo, 
corresponde: 
 a 2 a 4 m3 de madeira ou 
 à utilização de 34 árvores de eucalipto ou 52 de pinus ou, ainda, 
 a uma área plantada de 100 a 350 m3, dependendo do tipo de 
madeira que será utilizada e o processo de obtenção de celulose; 
• 1 eucalipto equivale à 30 kg de papel velho e 1 pinus, a 20 kg; 
• custo de instalação de uma fábrica que utiliza aparas é muito menor 
que o necessário para uma fábrica integrada, isto é, que produz 
celulose e papel; 
• economia de água utilizada no processo; 
• economia de energia, entre 23 a 74 %; 
• aumento da oferta de emprego pelo setor; 
• redução do lixo gerado nos grandes centros urbanos; 
• alivia a necessidade de se implantar novas fábricas de celulose; 
 
Reciclagem 
FARIA, J.A.F. Embalagens celulósicas. Campinas: UNICAMP, 2005. 22p. 
Apostila. 
 
Site associação brasileira do papelão ondulado: 
http://www.abpo.org.br/ 
 
Site associação brasileira de celulose e papel: 
http://www.bracelpa.org.br 
 
http://www.innoviafilms.com/NatureFlex.aspx 
 
 
Referências