TAL 430 Estudo Dirigido 2

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Universidade Federal de Viçosa
Departamento de Tecnologia de Alimentos
Embalagem de Alimentos (TAL 430)
ESTUDO DIRIGIDO 2
Rafaella Rios de Carvalho - 90164
Viçosa
27-11-2018
Universidade Federal de Viçosa
Departamento de Tecnologia de Alimentos
Embalagem de Alimentos (TAL 430)
1- O que são polímeros? Classifique-os quanto a estrutura, configuração
da cadeia e heterogeneidade.
É uma macromolécula formada pela união de moléculas simples (monômeros)
ligadas por ligação covalente.
Em relação a estrutura eles podem ser de cadeia ramificada e lineares.
Quanto a configuração da cadeia, eles podem ser atático, isotático e
sindiotático.
Podem ainda ser homopolímeros ou heteropolímeros (copolímeros: aleatórios,
alternados, em blocos, grafitizados/enxertados).
.
2- Como ocorre a síntese dos polímeros? De exemplos explicativos.
Ocorre por condensação sucessiva de grupos funcionais reativos, aumentando
o tamanho das moléculas até atingirem o tamanho de uma cadeia polimérica.
Exemplo: diácido + glicol → ester e água
Esta reação de esterificação acontecendo sucessivamente milhares de vezes,
leva à formação de um poliéster.
Ocorre ainda, por condensação sucessiva de grupos funcionais e eliminação
de moléculas de baixa massa molar. Ex: H2O, HCl, NH3, etc.
Não há necessidade de iniciadores e os materiais iniciais reagem rapidamente.
No início da polimerização, cerca de 90% de todo o material inicial já reagiu,
pois as moléculas menores tem maior mobilidade que os grupos recém-formados. A
massa molar aumenta com o tempo de reação.
.
3- Quais as propriedades dos polímeros plásticos? Como a massa molar
dos plásticos influência nos parâmetros de: Resistência ao impacto;
Processabilidade; Resistência ao fundido; Viscosidade do fundido; Resistência à
tração?
Propriedades: massa molar; densidade; permeabilidade; cristalinidade;
transições físicas; propriedades mecânicas.
Quanto maior a massa molar: maior a resistência ao impacto; maior a
resistência ao fundido; maior a viscosidade do fundido; maior a resistência a tração; e
menor a processabilidade.
4- Como ocorre a permeabilidade em filmes plásticos?
Primeiro com a adsorção e solubilização do permeante no polímero. Após
ocorre a difusão do permeante através do polímero devido à diferença de potencial
químico. Por último, acontece a dessorção e evaporação do permeante na outra face do
polímero.
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5- Apresente e explique 3 fatores que afetam a permeabilidade das
embalagens plásticas?
Condições ambientais: diferença de pressão; temperatura; tempo de contato.
Características do polímero: área e espessura; características moleculares;
espaços vazios (grau de compactação, rigidez das cadeias, das forças de ligação);
regiões cristalinas); ligações cruzadas (induz cristalinidade); densidade; plastificantes. 
Características do permeante: estrutura molecular (tamanho, forma,
polaridade); comportamento de um permeante; CO2, O2 e N2 em polímeros: TP CO2 >>:
baixo D e muito alto S. 
6- Como a cristalinidade afeta as propriedades das embalagens plásticas?
Uma maior cristalinidade aumenta: a densidade, a rigidez, a resistência a
tração, a resistência a compressão, opacidade e temperatura de selagem.
Por outro lado, uma maior cristalinidade diminui: a permeabilidade, uma faixa
de selagem, a transparência, o alongamento, a resistência ao impacto.
7- O que é Tg e Tm? Qual a importância de se conhecer essas
propriedades das resinas plásticas?
Tg: temperatura de transição vítrea. Ganho de mobilidade de domínios amorfos
(em polímeros amorfos ou semicristalinos). É a temperatura em que o polímero passa do
estado vítreo (duro, quebradiço) para o estado borrachoso (macio, flexível, viscoso).
Tm: temperatura de fusão cristalina. É a temperatura em que o polímero passa
do estado (semi)cristalino para líquido.
É importante conhecer essas propriedades para ter conhecimento do tipo de
polímero que se deve utilizar para uma determinada aplicação. 
Por exemplo, as “garrafas de plástico”, que são feitas de polietileno tereftalato
(PET), são processadas no estado amorfo. No decorrer do processo de formação das
garrafas, a porção amorfa do polímero são esticadas e “congeladas” na forma desejada,
através do arrefecimento do material abaixo da temperatura de transição vítrea. Ao
reaquecer o material acima dessa temperatura (cerca de 75ºC) é possível libertar as
moléculas amorfas e permitir-lhes um arranjo aleatório, fazendo a estrutura da garrafa
perder diâmetro e comprimento. A parte cristalina do material, que só derrete a cerca de
250ºC fica presa na parte amorfa.
8- Em função do tipo de material cristalino, semi-cristalino e amorfo
classifique, em ordem de grandeza, o volume específico destes materiais no Tg.
Explique o motivo dessa ordem!
Menor volume específico para maior volume específico no Tg: sólido cristalino,
polímero semicristalino, sólido amorfo.
De acordo com a natureza da microestrutura dos polímeros eles apresentam
comportamentos diferentes quando tratados pelo calor. O sólido cristalino tem um arranjo
mais compacto, suas cadeias são rígidas, por isso apresenta menor volume. Já o sólido
amorfo, possui cadeias flexíveis, por isso apresenta maior volume.
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9- Em função do ensaio de tração, como os materiais podem ser
classificados?
A – Flexível, fraco; b – rígido, quebradiço; c – rígido, forte; d – flexível, tenaz; e
– rígido, tenaz.
10- Qual a finalidade da adição dos aditivos aos polímeros plásticos? E
especial, como é a ação dos plastificantes?
A adição de aditivos visa melhorar as propriedades dos polímeros, bem como
em alguns casos baratear o custo do produto final. 
Os plastificantes para plásticos são aditivos, quase sempre ftalatos que dão a
plásticos duros como o PVC a flexibilidade e durabilidade desejadas. Podem ser
baseados em ésteres de ácidos policarboxílicos com álcoois alifáticos lineares ou
ramificados de cadeia moderadamente grande. Os plastificantes trabalham incrustando-se
entre as cadeias de polímeros espaçando-as (incrementando o "volume livre"), diminuindo
assim de forma significativa a temperatura de transição vítrea para o plástico fazendo-o
mais suave. 
11- Diferencie Polietileno de baixa densidade e Polietileno de alta
densidade em relação a estrutura, densidade e propriedades.
Polietileno de baixa densidade: cadeia ramificada; densidade 0,915 – 0,927
(g/cm3); cristalinidade 50 a 70% - boa transparência; boa soldabilidade; sensível a
hidrocarbonetos e a óleos e gorduras; bom desempenho mecânico mesmo em baixas
temperaturas; baixa permeabilidade ao vapor de água e alta permeabilidade e gases;
ótimo desempenho em equipamentos de transformação, conversão e acondicionamento.
Polietileno de alta densidade: cadeia linear; densidade 0,940 – 0,965 g/cm3);
elevado grau de cristalinidade (~90%) - menor transparência; melhores propriedades
mecânicas; melhores propriedades de barreira; maior resistência química do que o PEBD;
maior temperatura de fusão – difícil termosselagem.
12- Quais os tipos de Poliestireno? O que os diferenciam?
Poliestireno de cristal, de alto impacto e expandido.
Poliestireno cristal: temperatura de transição vítrea ~100 ºC; alta rigidez e
transparência; mais utilizado em copos; baixa resistência ao impacto (quebradiço).
Poliestireno de alto impacto: adição de poli-1,4-butadieno; maior resistência ao
impacto e flexibilidade; reduz transparência e resistência térmica; média permeabilidade agases e alta permeabilidade ao vapor de água; usados em bandejas ou embalagens
termoformadas para alimentos.
Poliestireno expandido: em sua fabricação aplica-se um agente expansor (éter,
hexano); elevada resistência ao impacto; é leve, de baixa condutividade térmica,
quimicamente inerte, resistente a óleos, gorduras, água e ácidos; usados em bandejas,
“isopor” para comida.
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13- Monte uma tabela apresentando os principais tipos de polímeros com
suas identificações, propriedades e exemplos. 
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14- Qual a finalidade do desenvolvimento de copolímeros? De exemplos?
O desenvolvimento de novos materiais com características diversas, como por
exemplo a criação de um novo material que tenha maior resistência térmica, a barreira a
gases, vapores e aroma, resistência mecânica.
Exemplos: etileno vinil álcool (EVOH), poli (cloreto de vinilideno) (PVDC); EVA;
nylon, PET.
15- Explique o processo de extrusão tubular e plana para fabricação de
filmes e sacolas.
Na extrusão tubular o polímero é fundido e bombeado na extrusora em direção
de uma matriz anelar que dará ao plástico a forma de um tubo que será soprado
originando um balão que é resfriado e enrolado em bobinas. 
A extrusão de filmes planos consiste na extrusão de polímeros por meio de
uma matriz plana para formar um filme ou chapa lisa. Este filme é colocado por um jato de
ar que sai de uma lâmina ou caixa na superfície de um rolo de resfriamento. O filme esfria
imediatamente e suas bordas são aparadas antes de enrolarem. 
16- Em relação ao processo de fabricação de recipientes plásticos
diferencie o processo: Extrusão-sopro; Injeção-sopro; Injeção-estiragem-sopro e
Termoformação.
Extrusão-sopro: mais comum; espessura desuniforme; baixa qualidade
(acabamento); processo contínuo; baixo custo: PEAD, PEBD, PVC.
Injeção-sopro: processo não contínuo; formação do parison; forma gargalo;
qualidade intermediária; custo intermediário.
Injeção-estiragem-sopro: processo não contínuo; mais recente; melhor
qualidade (PET); melhores propriedades; espessura mais uniforme; forma gargalo.
Termoformação: principais técnicas: drape forming (recipientes “baixos”, vácuo
elevado); cavity forming (mais simples; melhor acabamento externo); reverse draw
forming (menor custo, não requer bomba à vácuo).
17- Quais as vantagens da utilização dos processos de transformação de
plásticos pelos métodos de Coextrusão, Laminação e Metalização?
Coextrusão: extrusão simultânea e união de dois ou mais filmes; não há
necessidade de adesvio; “unir” as vantagens dos filmes.
Laminação: união de dois ou mais materiais previamente extrusados.
Laminação via seca: o adesivo é “curado” antes da colagem. Laminação via úmida: a
“cura” do adesivo ocorre após a colagem – um dos materiais deve ser poroso. Laminação
via extrusão: o adesivo é um filme extrusado.
Metalização: pulverização de alumínio sobre o filme plástico.
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18- Diferencie o processo mecânico do processo químico para obtenção
das pastas das embalagens celulósicas.
O processo mecânico utiliza apenas energia mecânica, não envolvendo o
emprego de reagentes químicos. Esse método permite a obtenção de materiais de baixo
índice de cristalinidade e elevada superfície especifica. Apesar da elevada eficiência
apresentada, este tipo de processamento requer um elevado consumo de energia, com
conseqüentes implicações nos custos operacionais.
Já o processo químico utiliza agentes químicos específicos para cozinhar sob
pressão, o material lignocelulósico. Este processo pode ser classificado, de acordo com o
pH do tratamento químico ou com o tipo de substância empregada. Utiliza-se soda
cáustica, bissulfito de cálcio (ácido) e soda + sulfato de sódio (Kraft).
19- Quais os principais tipos de materiais celulósicos? De exemplos.
Filmes transparentes: celofane, aceytato de celulose e etil celulose.
Papéis: kraft pardo, kraft branco, monolúcido, couchê, etc.
Cartões: para cartuchos e embalagens cartonadas.
Papelão ondulado: caixas de papelão.
Madeiras: paletes. Estrados e caixas.
20- Como as fibras podem ser classificadas? Quais as implicações do
comprimento da fibra em relação as propriedades mecânicas?
Podem ser classificadas em fibras longas (2 a 5 mm) e curtas (0,5 a 1,5 mm).
As fibras longas possuem maior resistência mecânica. Já as curtas possuem melhor
formação (impressão e escrita).
21- Apresente e explique as etapas do processo de fabricação do papel.
- Desagregação: separação das fibras da madeira por métodos mecânicos,
químicos ou semiquímicos.
- Preparação: modificação das fibras e preparação da massa.
- Fabricação: pré-formação e formação da folha bruta.
- Acabamentos: acabamentos superficiais e físicos.
- Transformação: impressão, ondulação, embalagem e corte em formatos.
22- Qual a finalidade da aplicação dos revestimentos na etapa de
acabamento e transformação em embalagens de papel/cartão? Diferencie os
processos de pigmentação, laminação, monolúcido e couchê.
Este processo serve para conferir propriedades especiais aos materiais
celulósicos tais como melhorar a resistência à umidade, resistência à gorduras, barreira
ao vapor de água e soldabilidade.
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Pigmentação: melhora as características de imprimibilidade.
Laminação: conferir propriedades especiais aos materiais celulósicos tais como
melhorar a resistência à umidade, resistência à gorduras, barreira ao vapor de água e
soldabilidade.
Monolúcido: caracterizado pela calandragem, com uso de uma ou mmais
calandras.
Couchê: tratamento, em uma ou ambas as faces, a base de caulim ou outros
pigmentos, na faixa de 3 a 30 g/m2. Melhora a impressão, excelente aspecto visual.
23- Monte uma tabela apresentando os tipos de papeis com suas
propriedades e aplicações.
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24- Quais as principais diferenças entre papel e cartão?
A distinção entre papel e cartão nem sempre é muito clara, no entanto, é do
senso comum que o cartão é mais espesso e mais pesado que o papel. Geralmente, as
folhas com mais de 300 μm de espessura são classificadas como cartão. A gramatura do
cartão em geral varia entre 120 e 700 g/m2.
25- Descreva os tipos de embalagens de cartão e de exemplos para cada.
- Cartuchos: convencional (com tipo de fechamento de tampa e fundo de
colagem, trava americana, trava de encaixe). Ex. caixa de bombom, caixa de congelados;
display (são usadas para exposição, a nível de vendas, de várias unidades do produto
acondicionados em embalagens primárias). Ex. Caixa de Bis; caixas de armar (são
geralmente de duas peças de mesmo formato, com fundo ligeiramente menor que a
tampa. Podem possuir visor e “respitos”, ir diretamente à mesa do consumidor). Ex.
Caixas de doces e salgadinhos.
- Multipacks: são embalagens secundárias utilizadas para facilitar o transporte
e manuseio de várias embalagens primárias a nível de consumidor final. Ex. Packs de
bebidas.
- Caixas rígidas: são despachadas para os usuários prontas para serem
enchidas. Consistem de duas partes essenciais, caixa e tampa, mas outras partes podem
ser adicionadas. Ex. Caixas de pizza.
- Estruturas laminadas: cartão – resistência mecânica e a rigidez necessárias a
embalagemfinal. Aplicações: laminados para líquidos (formadas por seis camadas de três
materiais distintos – polietileno, cartão, polietileno, alumínio, polietileno e polietileno),
bandejas (embalagens cartão revestido ou laminado para produtos que serão submetidos
a aquecimento ou cozimento em fornos) e latas compostas (constituídas de um tubo
rígido de material laminado com cartão e tampas metálicas nas extremidades. Ex. Lata de
Pringles).
26- Umas das principais preocupações para saúde do consumidor em
relação as embalagens é a migração e desenvolvimento de compostos
carcinogênicos. Neste contexto, comente sobre as dioxinas: formação, ação no
organismo e dose tolerável.
As dioxinas são hidrofóbicas e são formadas durante o branqueamento do
papel. São extremamente tóxicas e causam perda de peso, danos na pele, alterações de
funções do fígado e do sangue, aumenta a incidências de tumores, defeitos em fetos,
aumenta produção de enzimas (citrocromo P450).A dose diária tolerável é de 10
picogramas/Kg de peso corpóreo.
27- Apresente os componentes da estrutura e o processo de fabricação
do papelão ondulado.
Estrutura formada por um ou mais elementos ondulados (miolo) fixados a um
ou mais elementos planos (capa).
O papelão ondulado é fabricado em uma máquina denominada onduladeira,
onde as ondas são fabricadas de acordo com o perfil do cilindro ondulador.
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Para que as chapas sejam transformadas em caixas e/ou acessórios de
papelão ondulado, são processadas em diversos equipamentos-impressoras, máquinas
de corte vinco planas e rotativas, coladeira e grampeadeiras, vincadeiras e divisórias.
Os principais tipos de ondulação interna das chapas são classificados pelas
letras “A”, ”C”, ”B” e “E”. A opção por um tipo ou outro de ondulação depende dos
requisitos técnicos especificados, conforme a aplicação e uso do papelão ondulado. 
O uso mais frequente do papelão ondulado é na fabricação de embalagens
para transporte garantindo a proteção dos mais variados produtos.
28- Em relação ao tipo de onda defina as propriedades mecânicas do
papelão ondulado.
Onda A: melhor capacidade de absorção de choque e maior resistência à
compressão na direção topo-base, difícil de vincar. Produtos que não suportam carga
vertical.
Onda B: mais usada quando se requer maior resistência ao esmagamento, boa
superfície para impressão. Produtos enlatados.
Onda C: intermediária entre as ondas A e B.
Onda E: também chamada de microondulado. Situa-se entre o cartão e o
papelão ondulado, sendo muito utilizado em caixas destinadas ao consumidor final.
29- Apresente e explique os fatores que resultam na perda resistência do
papelão ondulado.
Em relação ao tempo: é bem significativa, e há uma maior perda no primeiro
mês, podendo chegar a 60% de sua resistência.
Em relação à umidade: a 60% de umidade relativa (U.R.) a caixa perder cerca
de 10% de sua resistência. Já a 80%, ela perde cerca de 32%. A condição normalizada
para os ensaios é 50% U.R. e 23 °C de temperatura. Nesta condição normalizada a caixa
apresenta 100% de sua resistência. O Ensaio é feito, normalmente, com a mesma vazia.
Quanto ao manuseio: cabe ao usuário o controle, que pode levar a perdas
significativas. Uma coisa é movimentar uma carga paletizada, outra é movimentar caixa
por caixa. Em condições consideradas normais pode haver perdas da ordem de 10%.
Caso contrário (várias cargas e descargas ou transporte não paletizado) pode chegar a
40%.
Manuseio: citamos alguns pontos importantes para manter a qualidade das
embalagens durante o manuseio. Estes cuidados servem para embalagens sem a
presença do produto (vazias), como também para aquelas com produto acabado, prontas
para expedição.
Exposição ao tempo: quando ficam expostas ao tempo ocorre a perda da
característica física do material, ou seja, a qualidade da embalagem fica comprometida,
principalmente quando expostas à (ao): UMIDADE: O papelão tende a ficar “mole”,
portanto sua resistência é prejudicada; SOL: Há uma diferenciação no padrão de cor.
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Normalmente a impressão fica fraca (apagada), com uma aparência de embalagem
envelhecida.
30- Qual a diferença entre embalagens ativas e embalagens inteligentes?
Dê exemplos para cada tipo.
Embalagem ativa é a embalagem que acondiciona o produto e interage para
modificar propriedades desejáveis, enquanto mantém a qualidade do alimento. Elas
garantem a segurança, melhora a qualidade físico-química, melhoram as características
sensoriais e provocam a extensão da vida útil do alimento. Exemplo: filmes
antimicrobianos para pão, embalagens antioxidantes (aumentam o shlef-life), ativas
aromáticas (filme aromático para café), membrana com permeabilidade diferencial para
gases (vegetais), filmes comestíveis (frutas).
Embalagens inteligentes monitoram as condições do alimento e ambiente,
fornecendo informações durante toda a comercialização e consumo. Elas monitoram
tempo, temperatura, presença de gases, microrganismos patogênicos, toxinas. São ainda,
indicadoras da contração de oxigênio (importante para amadurecimento de vegetais e
alimentos susceptíveis a oxidação; indicadoras do grau de maturação (evitar manuseio
excessivo e dano ao vegetal; selo muda de cor de acordo com a quantidade de etileno
acumulado na caixa); indicadora de abuso de temperatura (reação FQ e enzimática que
ocorre a partir de certa temperatura de abuso; selo muda de cor e ocorre um
aparecimento de tarja com cor diferente; traz maior segurança para o consumidor);
indicadora de pH (embalagem da carne tem um selo que muda de cor) e umidade. 
Além dos indicadores, também é embalagem inteligente aquelas que possuem
biosensores, como por exemplo, aqueles que indicam se uma bebida está ideal ou não
para consumo dependendo de sua temperatura.