Prévia do material em texto

EMBALAGENS 
METÁLICAS 
Prof. Renato Souza Cruz 
Embalagens metálicas 
• Substituição do vidro de Nicolas Appert; 
• Utilizada em missões militares e expedições 
marítimas. 
• Sardinhas (1834), ervilhas (1837), leite 
condensado (1856) e salmões e massas de tomate 
(1864). 
Lata de conserva 1899 
Em 1935 foi lançada 
nos Estados Unidos a 
primeira lata de 
cerveja do mundo, 
uma Krueger. 
Cilíndrica, como as 
latas de conserva de 
alimentos, precisava 
ser aberta com abridor 
de corte ou receber 
dois furos grandes 
para ser consumida. 
Brasil 1971 
Mercado 
Mundial: 410 bilhões unidades/ano 
 
 - 320 bilhões unidades: merdado de bebidas 
 - 75 bilhões unidades: alimentos processados 
 - Aerossóis e latas em geral. 
 
Embalagens metálicas 
Vantagens 
Desvantagens 
Composição 
ALUMÍNIO 
 
Cromo 
Estanho 
Verniz 
AÇO 
Verniz 
EMBALAGENS DE AÇO 
AÇO-BASE 
 
FOLHAS 
CROMADAS 
FOLHAS NÃO 
REVESTIDAS 
FOLHAS DE 
FLANDRES 
Revestimentos 
 (estanho, cromo, verniz e óleo) 
FOLHAS 
STANCROM 
Produção do Aço 
Resistência mecânica da lata, relacionada à sua dureza e 
espessura. 
Composição x propriedades mecânicas e resistência a 
corrosão: 
Aço base 
Carbono Diminui a flexibilidade 
Fósforo 
Aumenta a rigidez e reduz a 
resistência à corrosão 
Enxofre Acelera a corrosão 
Manganês 
Compensa o efeito maléfico do 
enxofre 
Nitrogênio 
Aumenta a rigidez e a resistência à 
corrosão 
FOLHA DE FLANDRES 
Consiste de uma folha de aço de baixo teor de 
carbono (0,06 a 0,15%), revestida em uma ou 
ambas as faces com uma camada de estanho e 
protegida por uma película de óleo. Entre a folha 
de aço-base e a camada de estanho é formada 
uma liga FeSn2 
Espessura (µm) Efeito Fator Crítico 
Aço 
150 - 200 Resistência mecânica 
Composição química 
Uniformidade Rugosidade 
Liga FeSn2 
0,07 - 0,15 
Resistência a corrosão 
Aderência do estanho 
Estrutura 
Estanho Livre 
0,08 - 1,5 Resistência a corrosão 
Espessura 
Porosidade 
Tamanho do grão 
Passivação 
0,02 
Aderência do Verniz 
Resistência a sulfuração 
Resistência a corrosão 
Composição 
Espessura 
Óleo 
0,0005 
Proteção contra ação 
atmosférica 
Tipo 
Compatibilidade 
Quantidade e distribuição 
Funções dos componentes 
Eletrodeposição de estanho pelo processo eletrolítico. (a) Imagem 
completa: 1- Rolos condutores, 2- eletrólito, 3- ânodos de estanho, 4- 
rolo submerso. (b) Seção de deposição: 5- Folha de aço, 6- ânodo de 
estanho (BERNARDO, 2002). 
Designação Nº 
Quantidade Nominal 
de estanho por lado 
(lb/cb) 
Quantidade mínima 
(lb/cb) 
10 0.05/0.05 0.04/0.04 
20 0.10/0.10 0.08/0.08 
25 0.125/0.125 0.11/0.11 
35 0.175/0.175 0.16/0.16 
50 0.25/0.25 0.23/0.23 
75 0.375/0.375 0.35/0.35 
100 0.50/0.50 0.45/0.45 
D 50/25 *B 0.25/0.125 0.23/0.11 
D 75/25 0.375/0.125 0.35/0.11 
D 100/25 0.50/0.125 0.45/0.11 
D 100/50 0.50/0.25 0.45/0.23 
D 135/25 0.675/0.125 0.62/0.11 
Folhas Flandres Normal e Diferencial 
Nº 50 (5,6g/m2) Nº 75 (8,4g/m2) 
Nº 100 (11,2g/m2) 
Nº 135 (15,15g/m2) 
outros 
Marcação do Lado de Maior Revestimento 
Nº 50 Nº 75 Nº 100 
Nº 135 Outros 
Marcação do Lado de Menor Revestimento 
Caixa Base – unidade de área equivalente a 112 folhas de 14 x 20 polegadas 
 
1 libra = 453,59 g 
1 cb = 112 *14*20 = 31.360 in2 
1 in2 = 0,00064516 m2 
1 cb = 20,23 m2 
Vantagens: 
- Boa resistência a corrosão; 
- Ótima aderência a tintas e vernizes; 
- Boa conformação mecânica; 
- Mínima porosidade de revestimento; 
-Boa resistência a sulfuração. 
 
Desvantagens: 
-Maior desgaste do equipamento para produção das latas; 
- Não proteção catódica ao ferro 
Folhas cromadas 
Cr ou CrO – 30 a 140 mg/m2 
Folha Stancrom 
- Folha de aço 
- Camada de estanho em ambas as faces 
- Sem formação de liga FeSn2 
- Com eletrodeposição do cromo. 
Sn 0,80 g/m2 e Cr 5 a 20 mg/m2 
- Folha de aço com baixo teor de carbono, sem 
revestimento. 
 
- Oxidação superficial. 
 
Vantagem: baixo custo. 
 
Desvantagem: baixa resistência à corrosão. 
Folha não revestida 
- Contituinte metálico mais abundante na Terra. 
 
- Brasil tem grandes reservas de bauxita. 
 
- AlO(OH) ou Al(OH)3 
 
- Bauxita (40-60% de óxido de alumínio): 
rendimento de 20-25%. 
Alumínio 
Alumínio 
Requer propriedades mecânicas 
 
 
Liga com manganês, magnésio, silício, cromo, 
entre outros 
 
 
Melhora suas características de formabilidade, 
a resistência mecânica, a resistência a 
corrosão. 
Elementos de liga 
Cobre Reduz a resistência a corrosão 
Manganês Aumenta a resistência à corrosão 
Magnésio Boa resistência a corrosão 
Zinco Influência na resistência a corrosão 
Silício Reduz a resistência a corrosão 
Cromo Aumenta a resistência à corrosão 
Ferro Reduz a resistência a corrosão 
Titânio Pouca influência na liga 
Tratamento de passivação 
 
Alumínio Banho de H2SO4 Água em ebulição 
 
 
 
Aplicação de vernizes ou materiais plásticos. 
Camada porosa 
de Al2O3. 
Camada de 
Al(OH)3. 
Tratamentos em alumínio 
Vantagens do alumínio 
- Baixo peso específico 
- Boa flexibilidade; 
- Facilidade de manipulação; 
- Alta condutividade térmica; 
- Boa resistência à oxidação atmosférica; 
- Boa resistência à sulfuração; 
- Não modificação das características sensoriais; 
- Fácil reciclabilidade; 
- Aparência brilhante e atrativa; 
- Uso emtampas com alça de fácil abertura. 
Desvantagens do alumínio 
- Baixa resistência a alimentos ácidos; 
- Menor resistência mecânica; 
- Preço mais elevado; 
Aplicações do Alumínio 
- Latas de bebidas 
 
 
- Embalagens semi-rígidas 
 
 
- Embalagens flexíveis 
 
 
- Papéis e filmes plásticos metalizados. 
Vernizes 
Revestimento polimérico natural ou sintético 
Função dos Vernizes 
• Corrosão 
• Migração de metais ( Sn, Fe) 
• Permitir acondicionar diferentes produtos na 
mesma embalagem 
Fatores relevantes para escolha do 
verniz 
• Acidez do alimento 
 
• Presença ou não de enxofre no produto 
 
• Estampagem a que será submetida a peça 
 
• Tipo de processamento a que o produto será 
submetido. 
Propriedades dos Vernizes 
• Físicas 
 
• Químicas 
 
• Estéticas 
 
• Sensoriais 
Vernizes 
Vantagens 
• Boa aderência e flexibilidade 
• Boa resistência térmica; 
• Boa resistência a ácidos; 
 
Desvantagem 
• Mais propenso a corrosão 
• Baixa resistência a sulfuração 
 
Óleo resinoso 
Fenólicos 
 Vantagens: 
- boa resistência a ácidos; 
- impermeabilidade aos íons S 
- boa resistência térmica. 
 Desvantagens: 
- baixa aderência; 
- pouca flexibilidade; 
- alto custo; 
- tendência a conferir sabor e odor a alguns 
alimentos. 
 
Vinílico 
 Vantagens: 
- boa flexibilidade e aderência, 
- não conferem sabor, 
- resistência a ácidos e bases. 
 Desvantagens: 
 - baixa resistência à sulfuração; 
- baixa resistência térmica; 
- fraca adesão sobre folha de flandres. 
Epóxi-fenólico 
(resina epóxi e resina fenólica) 
 Vantagens: 
- excelente resistência mecânica; 
- boa flexibilidade e aderência; 
- boa viscosidade e resistência ao processamento 
térmico; 
- não transferem sabor/odor aos alimentos; 
- boa resistência à sulfuração. 
 Desvantagem: 
- alto custo.Os vernizes acrílicos são ésteres do ácido poliacrílico ou polimetacrílico. 
Oferecem boa resistência química à temperaturas de esterilização e são 
usualmente pigmentados com uma carga mineral que confere uma cor branca e 
um aspecto cerâmico, muito atrativos. 
 
 
Os vernizes poliésteres são polímeros formados por condensação de 
poliálcoois com poliácidos, com elevada resistência térmica, boa aderência e 
flexibilidade mediana. São sobretudo usados como decoração exterior 
pigmentados. 
 
 
Os organosóis são dispersões de policloreto de vinilo reforçado por uma 
resina fenólica, num solvente orgânico. O extrato seco é de 65 – 70% o que 
permite obter revestimentos mais espessos. Os organosóis têm boa resistência 
química às temperaturas de esterilização e são usados no fabrico de latas 
embutidas pigmentados ou não e em tampos de abertura fácil. 
Outros Vernizes 
Interação embalagem metálica x 
alimento 
 
1.CORROSÃO 
2. SULFURAÇÃO 
3. MIGRAÇÃO DE COMPONENTES METÁLICOS 
 
CORROSÃO - OXIREDUÇÃO 
Reação de oxidação, anódica, em que átomos do metal (M) se ionizam, 
perdendo elétrons, e passam da matriz metálica à solução: 
M M + + e - 
 
Reação de redução, catódica, em que uma espécie em solução (no caso, H + ) 
se reduz, utilizando elétrons liberados na primeira reação, e produzindo 
hidrogênio gasoso: 
nH+ + e- H2 
Processo de corrosão 
Potencial eletroquímico E Fe/Fe+2 = -0,44 V, Sn/Sn+2 = -0,14V. 
 
 
Pilha Galvânica – Ferro (anodo) Estanho - catodo 
Alimentos enlatados - inversão de polaridade do sistema sendo que o estanho 
atua como anodo de sacrifício, protegendo o aço. 
 
 
Esta é à base da proteção eletroquímica do ferro e a causa da elevada 
resistência à corrosão da folha-de-flandres 
uedna
Realce
uedna
Realce
uedna
Realce
Esquema de corrosão 
Sub peculiar PITE 
Fatores relacionados com 
corrosão 
 Características do material de embalagem 
 
 Características do alimento 
 
 Condições de processamento 
 
 Condições de armazenamento 
Sulfuração ou marmorização 
Alteração em que compostos de enxofre reagem 
com metais da folha de flandres (estanho e 
ferro), formando sulfetos coloridos. 
 
Sn + S SnS (coloração violeta ou marrom) 
 
Fe + S FeS (coloração preta) 
 
Trata-se apenas de um defeito visual, não 
comprometendo a qualidade do produto. 
Migração de componentes da lata 
 Ferro: essencial para saúde 
 > 75 mg/dia 
 Problemas– depressão do SNC e gastrointestinal 
 Sabor metálico 
 Estanho 
 Dose diária > 200mg/Kg 
 Irritação gástrica – não é solúvel. 
 
Cromo 
Encontrado como Cr III 
Essencial para o metabolismos de glicose, proteínas e 
gorduras 
Doses elevadas, síndrome do material genético 
 
Alumínio 
Não é essencial 
Disfunção renal, Alzheimer 
Utensílios domésticos 
Processo de obtenção de 
embalagens metálicas 
Latas 2 partes 
 Vantagens: 
- ausência de agrafagem 
 
 Desvantagens: 
- Baixa produção; 
- Maior perda de folha durante a fabricação; 
- Requerem o uso de verniz com alta flexibilidade; 
- Maior custo operacional; 
-Problemas de recravação. 
 
Processos de estampagem 
Latas 2 partes 
• Estampagem simples 
 
 
• Estampagem e reestampagem ( DRD - drawing 
and redrawing) 
 
 
• Estampagem e estiramento ( D&I - drawing and 
ironing) 
Produção latas de 2 partes 
Simples 
Produção latas de 2 partes 
(D&I) 
Produção latas de 
2 partes (DRD) 
Mistura dos processos 
Latas três partes 
Componentes das latas de 
3 peças 
Processos de soldagem 
• Soldagem elétrica 
 
• Soldagem com termoplástico 
Recravação 
Parâmetros de Qualidade da recravação 
Parâmetros de avaliação da recravação 
 
• sobreposição real > 45% 
 
• índice de compactação >75% 
 
• espaço-livre 0,03-0,19 mm 
 
• % de enganchamento do gancho do corpo >70% 
Espaço-livre = E - (2xEC+3xET) 
 
 GC-1,1xEC 
% de engan. Gancho do corpo = x 100 
 AR-1,1x(2xET+EC) 
 GC+GT+1,1xET-AR 
% de sobreposição = x 100 
 AR-1,1x(2xET+EC) 
 3xET+2xEC 
índice de compactação = x 100 
 E 
Defeitos da recravação 
Defeitos da recravação 
Flange acogumelada 
Defeitos da recravação 
Defeitos da recravação 
Anéis de 
RESISTÊNCIA 
Anéis de EXPANSÃO 
Controle de qualidade 
 Recravação 
 
 Aderência do verniz 
 
 Cozimento do verniz 
 
 Pressão ou vácuo 
 
 Aspecto sensorial 
 
 Resistência mecânica