DESIGN E SIMULAÇÃO DE EMBALAGEM POLIMÉRICA PARA AZEITONAS COM ELEVADOR E DESCAROÇADOR

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1 Vol. 2, No. 4, Outubro-Dezembro de 2012 ARTIGO ORIGINAL DESIGN E SIMULAÇÃO DE EMBALAGEM POLIMÉRICA PARA AZEITONAS COM ELEVADOR E DESCAROÇADOR * Gabriela Souza Alves 1, Karen Miranda Almeida 1 e EtneyNeves 2, 3 1 Acadêmicas do Curso de Engenharia de Alimentos, UNEMAT - Universidade do Estado de Mato Grosso, Campus Barra do Bugres MT, Brasil. Rua Florianópolis, JD Elite IICEP Professor Visitante do Departamento de Engenharia de Alimentos, UNEMAT.- Universidade do Estado de Mato Grosso, Campus Barra do Bugre MT. 3 Pesquisador Associado a Associação Nacional Instituto Hestia de Ciência e Tecnologia, HESTIA.- Brasil. Resumo As embalagens são projetadas para conservar e acondicionar produtos de consumo, mantendo sua qualidade de forma segura e higiênica. Simultaneamente, garantindo o aumento na vida de prateleira do produto e conservando suas características específicas e o valor nutritivo. A embalagem em estudo é manufaturada em polipropileno, um polímero ou termoplástico derivado do propeno ou propileno. Os polímeros tem versatilidade, menor peso, facilidade de manuseio, baixo custo de produção. Este trabalho trata da simulação e design de uma embalagem polimérica para azeitona, com dois diferenciais de projeto. Um deles é um descaroçador anexo a embalagem. Comumente o vidro e saches são usados para o envase das azeitonas. Para o desenvolvimento do estudo, foi necessária uma coleta de dados, para conhecer as características e propriedades do alimento e definir o melhor material. A embalagem é simulada, utilizando a ferramenta Software SketchUp, para modelação em 3D. Palavras-chave: embalagem, polimérica, polipropileno, azeitonas. 1. Introdução A azeitona, também chamada de oliva, é o fruto da oliveira (Olea europea L.). Atualmente são cultivadas em várias regiões do mundo, com produção concentrada em países da União Européia. Na América do Sul, se destacam a Argentina e o Chile como principais produtores e exportadores de azeite e azeitonas. O Brasil é o sétimo maior importador mundial desse produto. 1 O fruto oliva pode ser processado em estado verde ou maduro, sendo o primeiro mais comum. Diversos cultivares de oliveiras são empregados para o preparo de * gabriela_souzamt@hotmail.com Vol. 2, No. 4, Outubro - Dezembro 2012, Página 8

2 azeitonas em conserva, classificadas em diferentes tipos e estilos: azeitona verde estilo espanhol, azeitona verde estilo siciliano, azeitona madura estilo californiano, azeitona verde-madura e estilo grego. Para cada tipo, difere o estágio de maturação e a operação de preparo. Atualmente as azeitonas são envasadas em embalagens de saches. São frascos hermeticamente fechados em forma de bolsa, que trazem aos consumidores e as redes de supermercado um certo desconforto em seu manuseio. Também são usadas embalagens de vidro, ótimas para conservação do produto, mas frágeis mecanicamente e com um custo de manufatura maior, quando comparado aos materiais concorrentes. O presente trabalho tem como objetivo a simulação e design de uma embalagem polimérica para as azeitonas, contendo um descaroçador acoplado a tampa, que oferece uma opção de remoção do caroço. O material proposto para embalagem é o polipropileno (PP), um polímero que apresenta propriedades mecânicas, rigidez e comportamento a temperaturas relativamente elevadas adequadas ao projeto. 2. Azeitonas em conserva Através do processo de fermentação láctica é formado o ácido láctico, que gera transformação nos alimentos de forma benéfica, e outras indesejáveis. 2 A produção de ácido láctico acontece através da oxidação anaeróbica parcial de carboidratos, além de várias outras substâncias orgânicas. Este processo microbiano é muito utilizado pelo homem na produção de derivados do leite (queijos, manteiga e leites fermentados), na fermentação de vegetais (picles, azeitona e chucrute) e na conservação de forragens (silagem). 3 O objetivo é obter uma concentração ideal de sal, para que o produto tenha um sabor agradável e uma redução de contaminação microbiana. A meta é aumentar a vida de prateleira do alimento. 4 Para evitar alterações, o fruto submerso em água é submetido ao processo de pasteurização. Este procedimento é efetuado a 60 ºC, durante 45 minutos. O seu tratamento com concentração de salmoura, varia em relação ao tipo de azeitona. Estas são acondicionadas esterilizadas a 115ºC por 60 minutos. Este tratamento térmico, também pode ser realizado a 121ºC por 50 minutos. 4 A finalidade de preservação e de conservação consiste na expansão do prazo da vida de prateleira dos produtos, que deverão manter grande parte de suas características específicas e o valor nutritivo. 3. Polipropileno 3.1. Características físicas e químicas O polipropileno é obtido da polimerização do propileno, sob a ação de catalizadores. O número de meros de uma cadeia polimérica é chamado de grau de polimerização. Quando temos diferentes meros na composição, este é chamado de copolímero. Porém, se houver três, temos um termopolímero. 5 Em relação à estrutura estereoquímica, o PP apresenta três diferentes tipos de estereoisômeros. Das quais, o posicionamento dos monômeros nas cadeias são denominadas como: isotática, sindiotática e atáticas. A Figura 1 mostra diferentes estruturas de cadeias de polipropileno. 6 Vol. 2, No. 4, Outubro - Dezembro 2012, Página 9

3 (a) (c) Figura 1. Cadeias Poliméricas (a) Isotática, Sindiotática e (c) Atática. Fonte: SARON, USP, Os polímeros isotáticos possuem ramificações voltadas para um mesmo lado do plano, os polímeros sindiotáticos apresentam uma alternância de orientação em relação ao plano da cadeia e os polímeros atático não possuem nenhuma regularidade de orientação. 5 Quando temos o agrupamento do polipropileno isotático e sindiotático, ocorre a formação cristalina, dando origem a um polímero com maior rigidez. O polipropileno isotático é uma forma comercial muito utilizada, por ter seu ponto de fusão a 165ºC. O polipropileno atático, por ter irregularidade em sua estrutura, gera um material flexível pouco cristalino. 6 O polipropileno possui uma boa resistência a rupturas por flexão e fadiga, baixa densidade (0,9 g/m³), transparência, estabilidade térmica, resistência química, baixa absorção de umidade, impermeabilidade a gorduras, fácil moldagem e pigmentação, resistência ao impacto, soldável e moldável, boa inércia. As propriedades do PP tornam este material competitivo em relação a outros polímeros, com destaque seu custo comercial aceitável e sua característica reciclável Processos de obtenção das embalagens de polipropileno As embalagens são produzidas através dos processos de extrusão para produção de filmes e chapas, termoformação para a produção de copos, potes e bandejas, injeção para produção de tampas, copos e bandejas e sopro para produção de garrafas. 7 O material é encaminhado para o funil da máquina, passando por um cilindro, envolvido por resistências que aquecem o material. O parison (cilindro ou tubo termoplástico amolecido = pré-formado), é expandido por meio de ar comprimido dentro do molde fechado. Este é apertado em volta do parison, até obter a forma da Vol. 2, No. 4, Outubro - Dezembro 2012, Página 10

4 cavidade do molde. Logo após, o molde é resfriado e removido. A preparação do parison pode ser por extrusão ou injeção O uso do polipropileno em embalagem de alimentos Os polímeros, devido a sua versatilidade, ganharam espaço na indústria por terem menor peso por unidade de embalagem, quando comparados a outros materiais. Estes materiais também são tenazes, o que diminui os riscos de perdas no manuseio. Os custos de manufatura também são favoráveis. Existe mais de mil tipos de plásticos utilizados comercialmente, em diferentes áreas, tais como: embalagens para produtos medicinas, produtos de construção, produtos automotivos, utensílios domésticos e para alimentos. As embalagens mais conhecidas de polipropileno para alimentos são: tampas, garrafas plásticas, recipientes para margarina e temperos prontos, embalagens para massas, biscoitos, requeijão, iogurtes e molhos prontos Envase das azeitonas em embalagem de polipropileno As azeitonas são acondicionadas em recipientes de material inócuo, impermeável e inerte em relação ao produto, podendo ser usadas embalagens de vidro ou plástico. O fechamento das conservas deve ser hermético, para que não haja alterações do produto. O vidro, por ser frágil, corre o risco de fraturar durante o processo de produção, transporte e distribuição. Além disso, tem elevado custo comparativo. As embalagens de sache são desfavoráveis, em relação a sua estética, manuseio e empilhamento na prateleira. Por esses conjuntos de fatores, foi realizada a simulação de uma nova embalagem de PP, com o diferencial de um elevador de azeitonas na forma de peneira, para facilitar a retirada do fruto. Também, o projeto apresenta inovadoramente um pequeno descaroçador para retirada do caroço. O polipropileno recebeu destaque no setor de embalagens para alimentos e bebidas, e neste estudo, em função das características: transparência, resistência, leveza e atoxidade Marketings da Embalagem A embalagem, além da contenção, proteção, comunicação e conveniência, representa a atenção da empresa com o seu consumidor, garantido qualidade e segurança, e atendendo tanto as suas necessidades práticas, quanto as expectativas em relação ao produto ofertado. Para chamar a atenção do consumidor para a nova embalagem, uma peneira interna foi idealizada e simulada, para servir como um elevador de azeitonas, facilitando a retirada dos frutos do pote, e evitando contaminações. Outro diferencial, é a oferta na embalagem de um descaroçador manufaturado em polipropileno.buscando harmonia e praticidade, foi desenvolvida uma subdivisão na tampa para o armazenamento do componente descaroçador. Este projeto de embalagem de azeitonas, se destaca das embalagens que existem atualmente no mercado. A nova embalagem foi idealizada para ser inovadora em vários aspectos, promovendo soluções no campo da segurança alimentar, da praticidade e interatividade com o consumidor, e estabelecendo diferenciais competitivos frente à concorrência. Vol. 2, No. 4, Outubro - Dezembro 2012, Página 11

5 4. Simulações da nova embalagem de polipropileno com descaroçador Utilizando a ferramenta Software SketchUp, foi projetada a embalagem atendendo as especificações descritas para envase das azeitonas. A embalagem consiste em duas partes, uma interna e outra externa de rosquear, conforme descrito na figura 2. Ambas possuem o mesmo formato e material, e possuem a função de armazenar e conservar as azeitonas. (a) Figura 2. Separação das embalagens: (a) Parte externa do pote de polipropileno, Parte interna com perfurações formando um filtro, suporte que serve como elevador de azeitonas. Na parte interna, com 9,6 cm de altura e 7,15 cm de espessura, é ilustrada uma peneira com uma haste no centro, que servirá para extrair as azeitonas para fora da solução. A haste central se aproxima da tampa, mas não impede um fechamento seguro. Ao retirar a parte interna com o fruto, a salmoura fica retida no pote. A parte externa, contando com o rosqueamento da tampa, tem uma altura total de 11,7 cm e 7,48 cm de espessura, não contém furos conforme mostra a figura 3. (a) Vol. 2, No. 4, Outubro - Dezembro 2012, Página 12

6 (c) (d) Figura 3. Embalagem de polipropileno para azeitonas: (a) Medidas da parte externa do pote; Medidas da parte interna, suporte de elevador de azeitonas; (c) Vista frontal da embalagem de polipropileno com tampa e suas respectivas medidas; e, (d) Vista frontal com sessão de corte. A tampa é subdividida, uma de rosquear para fechamento do pote e a outra de pressão, fácil e prática para armazenar o descaroçador, como podemos observar na figura 4. (a) Figura 4. Tampa com sua subdivisão: (a) Medidas da tampa com abertura, mostrando sua subdivisão; e, Tampa com o descaroçado armazenado. O descaroçador é proposto em polipropileno reforçado. Os copolímeros com alto teor de eteno tem alta rigidez, são obtidos através do processo de fase gasosa, e apresentam desempenho semelhante a alguns plásticos de engenharia, com um custo competitivo. 9 O descaroçador possui um comprimento de 4,9 cm e uma espessura de 0,4 cm, para ser armazenado na subdivisão da tampa de pressão. Seu suporte circular da parte inferior possuirá um diâmetro de 0,07 cm. Sendo fácil de manusear, apenas colocando a azeitona na parte circular e apertando com o polegar e o indicar. A pressão expulsa o Vol. 2, No. 4, Outubro - Dezembro 2012, Página 13

7 caroço do fruto para baixo. É utensílio ergonômico, eficiente e descartável conforme mostra a figura 5. (a) Figura 5. O descaroçador e suas medidas: (a) Descaroçador com medidas; e, Vista lateral do descaroçador. 5. Conclusão A azeitona, fruto da oliveira, é importada pelo Brasil, principalmente dos países do Mediterrâneo, EUA e Argentina. A etapa de fermentação lática é o processo microbiano utilizado para fermentação de azeitonas. Este tratamento evita alterações, e o fruto submerso em água deve ser submetido também ao processo de pasteurização. A conserva de azeitonas em salmoura deve ser esterilizada comercialmente, para evitar contaminações. O fechamento está relacionado diretamente ao travamento por atrito, exercido nos contatos das roscas embalagem-tampa. Como consequência é estabelecida uma pressão no lacre interno da tampa em relação a boca da embalagem. Esta ação isola o alimento, auxiliando na manutenção de suas características e garantindo a qualidade do produto até o consumo. As azeitonas são acondicionadas em embalagens de vidro ou plástico. O vidro, por ser frágil, corre o risco de fraturar durante o processo de produção, transporte e distribuição. As embalagens de sache são desfavoráveis, quanto sua estética, manuseio e empilhamento na prateleira. O polipropileno, PP, possui boa resistência química e resiste bem a temperaturas mais elevadas. É um material reciclável, se destacando neste projeto de embalgem também por este aspecto. Através da ferramenta de Software SketchUp, foi idealizada e simulada uma embalagem polimérica para azeitonas. Evitando possíveis contaminações e se destacando das embalagens que existe atualmente, a embalagem inovadora possui um componente interno na forma de peneira, com a funcionalidade de facilitar a remoção das azeitonas. Possui também o diferencial de uma subdivisão na tampa para o armazenamento de um descaroçador. Este componente é manufaturado por PP, ergonômico e descartável com possibilidade de reciclagem. 6. Referências bibliográficas [1] SEGET. Estudo de Viabilidade Econômica Para Produção de Azeitonas e Azeite de Oliva no Brasil. Disponível em: Vol. 2, No. 4, Outubro - Dezembro 2012, Página 14

8 .< Acesso em: 28/04/2013. [2] EVANGELISTA, J. Tecnologia de alimentos. Atheneu: São Paulo, 2005, p , [3] GAVA, A. J.; SILVA, C. A. B.; FRIAS, G. R. Tecnologia de alimentos- Princípios e aplicações. Nobel: São Paulo [4] AQUARRONE, E.,BORZANI, W., SHIMIDELL, W., LIMA, U. A.Biotecnologia industrial; Edgard blücher: São Paulo. V.4, [5] SILVA, B. B. A. L.; SILVA, O. E. Conhecendo materiais poliméricos, Universidade federal de Mato Grosso, [6] SANTOS L.P. Otimizaçãoda preparação de polipropileno maleatado via extrusão reativa reforço mecânico em compósitos. Universidade Federal do Paraná, Dissertação de Mestrado em Engenharia Mecânica, [7] KAULING, A.P. Modificação da Superfície do Polipropileno por Imersão em Plasma de Baixa Energia. Universidade de Caxias do Sul. Dissertação de Pós- Graduação de Materiais, [8] PELEGRINI, F. A. Moldagem por sopro dependência e sincronia com outros processos. Trabalho de conclusão do curso tecnologia dos polímeros. Faculdade de Tecnologia de Sorocaba, Brasil, [9] MONTENEGRO, R. P.; ZAPORSKI, J; RIBEIRO, M. C. M.; MELO, A. C. K. Polipropileno. Disponível em < conhecimento/bnset/polipr2a.pdf> Acesso em: 30/05/2013. Vol. 2, No. 4, Outubro - Dezembro 2012, Página 15