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Controlo de Qualidade de Rolhas de Cortiça Microaglomeradas Elisabete Filomena dos Santos e Silva Mestrado em Química Departamento Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto 2014 Orientador (Faculdade) Jorge Marques Gonçalves, Professor Auxiliar, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto Orientador (Empresa) Juliana Marques, Engenheira, Amorim & Irmãos

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Controlo de Qualidade de Rolhas de Cortiça Microaglomeradas

Elisabete Filomena dos Santos e Silva Mestrado em Química Departamento Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto

2014

Orientador (Faculdade)

Jorge Marques Gonçalves, Professor Auxiliar, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto

Orientador (Empresa)

Juliana Marques, Engenheira, Amorim & Irmãos

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Todas as correções determinadas pelo júri, e só essas, foram efetuadas. O Presidente do Júri,

Porto, ______/______/_________

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ii

Agradecimentos

Agradeço a ajuda nesta etapa e em todo o meu percurso académico aos meus Pais,

Elisabete e Júlio, pelo apoio incondicional.

Ao Professor Jorge Gonçalves, o meu muito obrigado pela disponibilidade,

compreensão e sensatez na orientação deste projeto.

Agradeço à Faculdade de Ciências e a todos os docentes que me permitiram traçar

este percurso académico.

À Juliana Marques, agradeço a sua supervisão, orientação, dedicação e partilha de

conhecimentos, durante o estágio na empresa.

À Amorim & Irmãos, agradeço o acolhimento, em especial á equipa do laboratório da

unidade De Sousa, Madalena Vieira, Marla Martins, Nancy Alves e Virgínia Moreira

que desde o início me fizeram sentir parte integrante da equipa, pela amizade e pelos

ensinamentos e ajuda.

Agradeço à minha amiga Cristiana Santos pelo apoio e força transmitida.

Ao Paulo Morais agradeço a ajuda e incentivo.

A todos os meus amigos que de alguma forma contribuíram nesta etapa, muito

obrigado.

“A mente que se abre a uma nova ideia

jamais voltará ao seu tamanho original”

Albert Einstein

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Resumo

O produto maioritariamente produzido na unidade Industrial De Sousa são rolhas

microaglomeradas denominadas Neutrocork. São rolhas química e mecanicamente

estáveis, produzidas por polimerização a quente de grânulos de cortiça e resina de

poliuretano

O processo de produção é por moldação da mistura de granulado e cola, no qual a

mistura é descarregada para moldes e prensada, seguindo-se uma passagem por

estufas com temperatura controlada onde ocorre a polimerização obtendo-se o corpo

aglomerado. Após um determinado tempo de estabilização, os corpos sofrem diversas

transformações até ao aspeto final tal e qual o conhecemos. Os acabamentos

mecânicos ao qual o corpo da rolha é sujeito, passam pela retificação da superfície até

não apresentar rugosidades sendo que os topos são também polidos e chanfrados.

De modo a prevenir e eliminar qualquer tipo de microrganismo presente na rolha, todo

o produto é sujeito a uma passagem por um banho de peróxido de hidrogénio,

podendo este também ser utilizado para conferir diferentes tonalidades às rolhas.

De modo a controlar tanto os passos do processo e seus componentes como o

produto final, são realizados testes a determinados parâmetros.

No trabalho desenvolvido o controlo incidiu nos granulados de cortiça, pois são estes o

ponto de partida para o fabrico das rolhas Neutrocork. Os parâmetros de controlo do

granulado são a percentagem de humidade, a massa volúmica e o teor de 2,4,6-

tricloroanisol.

De modo a garantir que o produto possui níveis não detetáveis de TCA, é realizado um

tratamento térmico ao granulado, onde é injetado vapor de água a uma pressão de,

aproximadamente, 2 bar. O sistema ao qual o granulado é sujeito, denominado Rate of

Optimal Steam Application (ROSA), garante uma taxa de redução de TCA na ordem

dos 80 a 90%.

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iv

Abstract

The major product produced in the industrial unity De Sousa is the microaglomerated

cork denominated Neutrocork. These corks, produced by hot polymerization of cork

and glue granules, are chemically and mechanically stable.

The production process is by moulding of the granules and polyurethane resin mixture,

where the mixture is unloaded to moulds and pressed. Then, it passes by ovens at a

defined temperature, where the polymerization occurs, resulting in the agglomerated

body.

After a given stabilization time, the bodies undergo several transformations until the

final aspect, just like we know it. The mechanical finishes, to which the body cork is

submitted, comprise the surface rectification until completely deprived of rugosities,

wherein the tops are polished and chamfered.

In order to prevent and eliminate any kind of microorganism presence in the cork, all

the product is submitted to a hydrogen peroxide bath, which also can be used to

produce different hues to the corks.

To control the process steps and its components as well as the final product, certain

parameters are tested: humidity, volumetric mass and 2,4,6-trichloroanisole (TCA)

content. These parameters are regularly analysed throughout the process to assure the

quality of the product.

In the present work, the control focused in the cork granules since these are the

starting point to the production of Neutrocork corks. The granules control parameters

are the humidity percentage, the volumetric mass and the TCA content.

In order to assure undetectable levels of TCA, this is ≤ 0,5 ng L-1, the granules

undergo a thermal treatment where water vapour is injected at a pressure of,

approximately, 2 bar.

The granules are submitted to the system Rate of Steam Application (ROSA), which

ensures a high rate of TCA removal, from 80 to 90 %.

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v

Índice

Agradecimentos............................................................................................................... ii

Resumo ........................................................................................................................... iii

Abstract ........................................................................................................................... iv

Índice .............................................................................................................................v

Lista de Figuras .............................................................................................................. vi

1. INTRODUÇÃO ................................................................................................... 1

1.1 A empresa .......................................................................................................... 2

1.2 Enquadramento do trabalho .............................................................................. 3

2. A CORTIÇA........................................................................................................ 4

2.1 Cortiça ................................................................................................................ 5

2.2 Composição química da cortiça ........................................................................ 7

2.3 Características da Cortiça ............................................................................... 10

2.4 Contaminantes das rolhas de cortiça .............................................................. 11

2.4.1 2,4,6-tricloroanisol............................................................................................ 12

2.4.2 Formação de TCA............................................................................................ 13

3. ROLHAS DE CORTIÇA ................................................................................... 14

3.1 Rolhas .............................................................................................................. 15

3.2 Rolha Neutrocork ............................................................................................. 17

3.2.1 Processo de fabrico de rolhas Neutrocork ...................................................... 17

4. Parte Experimental .......................................................................................... 19

4.1 ROSA ............................................................................................................... 20

4.2 Medição de humidade...................................................................................... 21

4.3 Medição da massa volúmica ........................................................................... 22

4.4 Preparação das amostras para análise de TCA ............................................. 23

4.5 Outras actividades desenvolvidas ................................................................... 24

5. RESULTADOS ................................................................................................. 25

5.1 Análise de resultados ROSA ........................................................................... 26

5.1.1 Valores de TCA ao longo do tempo ................................................................ 26

5.1.2 Valores de eficiência de redução de TCA 2013 e 2014.................................. 28

5.1.3 Valores TCA depois das modificações no grupo 2 ......................................... 29

5.1.4 Eficiência após modificação no grupo 2 .......................................................... 30

6. CONCLUSÃO .................................................................................................. 32

7. BIBLIOGRAFIA ................................................................................................ 35

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Lista de Figuras

Figura 1: Materiais e suas utilizações das várias unidades de negócio.

A: Matérias-Primas; B: Rolhas; C: Revestimentos; D: Aglomerados Compósitos;

E: Isolamentos. [1] ............................................................................................................ 2

Figura. 2: Distribuição geográfica de montados. A: Zonas de montado em Portugal;

B: Distribuição mais significativa das florestas de sobreiro no mundo. [2] ..................... 5

Figura. 3: Esquema representativo de um corte transversal do tronco do sobreiro.

Adaptado de [3] ................................................................................................................ 6

Figura. 4: Micrografias da estrutura celular da cortiça. A: Secção tangencial; B:

Secção radial; C: Secção transversal. Adaptado de [2] [7] ............................................. 6

Figura 5: Esquema representativo da estrutura celular da cortiça. Adaptado de [3] ..... 7

Figura 6: Reação genérica da formação de polímeros poliéster da suberina................ 8

Figura 7: Monómeros da lenhina: (A) álcool p-hidroxicinamil; (B): álcool

coniferílico; (C) álcool sinapílico ....................................................................................... 8

Figura 8: Polímeros polissacarídeos presentes na cortiça: Celulose (A);

Hemicelulose (B) .............................................................................................................. 9

Figura 9: Compostos extratáveis da cortiça: n-alcanos (A); triterpeno (B); ácido gordo

(C); glicerol (D); esterol (E): fenol (F) ............................................................................... 9

Figura 10: Anisol (A), Fenol (B); Haloanisóis (A1. A2, A3), Halofenóis (B1, B2, B3),

estruturas resultantes da substituição de (A) e (B) em que R é um átomo de cloro ou

bromo, nas posições 2,4,6; 2,3,4,6 e 2,3,4,5,6 respetivamente.................................... 11

Figura 11: Molécula 2,4,6-tricloanisol ........................................................................... 13

Figura 12: Formação do 2,4,6-tricloroanisol por bioconversão .................................... 13

Figura 13: Esquema do processo de produção das rolhas Neutrocork na Unidade

Industrial De Sousa ........................................................................................................ 18

Figura 14: Representação esquemática do sistema ROSA. [32] ................................. 31

Figura 15: Medição da percentagem de humidade do granulado com elétrodo de

Godé. (A): Elétrodo de godé preenchido com granulado; (B): Medição do sinal

transmitido pelo Aqua-Boy ............................................................................................. 22

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Figura 16: Medição de massa volúmica. (A): Tremonha cónica de fundo amovível;

(B): Cubo de acrílico; (C) Raseira; (D) Balança............................................................. 23

Figura 17. Frascos contendo a solução resultante da maceração do granulado em

solução aquosa e etanol a 12% ..................................................................................... 23

Figura 18: Representação dos valores de TCA nos anos 2012 (A), 2013 (B)

e 2014 (C) ....................................................................................................................... 26

Figura 19: Eficiência de redução de TCA mensal para os diferentes grupos

em 2013 e 2014 .............................................................................................................. 28

Figura 20: Valores de TCA do grupo 2 após modificação ............................................ 29

Figura 21: Níveis de TCA do grupo 2 antes da modificação ........................................ 30

Figura 22: Eficiência do grupo 2 antes da alteração .................................................... 31

Figura 23: Eficiência do grupo 2 após alteração........................................................... 31

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1. INTRODUÇÃO

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1. Introdução

1.1 A empresa

Líder na sua área de actuação, a Amorim e Irmãos S.A. é a maior empresa de

indústria corticeira a nível nacional e com grande relevo a nível internacional.

A sua atividade iniciou-se em 1870, sendo que o maior desenvolvimento no segmento

económico se deu em 1952 tendo como líder Américo Amorim, que com a sua visão

de empreendedor determinou o constante crescimento da empresa até aos dias de

hoje. A aposta no investimento e inovação levou a que a empresa se catapultasse a

nível internacional e nacional, representando-se actualmente em mais de cem países,

com oitenta e quatro empresas e trinta unidades industriais.

O grupo Amorim divide-se em cinco unidades de negócio: Matérias-Primas, Rolhas,

Revestimentos, Aglomerados Compósitos e Isolamentos (Figura 1).

Figura 1: Materiais e suas utilizações das várias unidades de negócio. A: Matérias -Primas; B: Rolhas; C:

Revestimentos; D: Aglomerados Compósitos; E: Isolamentos. [1]

A área de maior relevo é a produção de rolhas, de elevada qualidade, para utilização

com melhores vinhos. No entanto, são variadíssimas as utilizações que se podem dar

à cortiça como em objetos do quotidiano, artigos de desporto, revestimentos de

A B

C D E

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habitações e veículos, vestuário, entre muitas outras. Esta oferta é proporcionada por

unidades de negócio do grupo especializadas para este efeito, onde existe uma

constante inovação, investigação e criatividade.

Sempre com a perspetiva de valorizar e rentabilizar a cortiça, o grupo Amorim tem a

preocupação de conservar e promover uma correta gestão do montado de sobro,

equilibrando as questões económicas, sociais e ambientais, adotando práticas de

desenvolvimento sustentável. [1]

1.2 Enquadramento do trabalho

O trabalho desenvolvido na empresa Amorim e Irmãos, na unidade industrial De

Sousa, visou o estudo e controlo dos componentes das rolhas Neutrocork.

Numa primeira fase foi aprofundado o conhecimento em relação ao processo de

fabrico, bem como, saber quais os componentes que constituem a rolha Neutrocork.

No fabrico de rolhas Neutrocork o componente principal são os granulados de cortiça,

pelo que foi necessário analisá-los. Os granulados foram sujeitos ao estudo de

humidade, massa volúmica e teor de 2,4,6-tricloroanisol (TCA).

Um dos principais objetivos do Estágio foi avaliar e promover a redução do teor de

TCA, verificando a eficácia do sistema utilizado para o efeito, o sistema ROSA (Rate of

Steam Application). Com este sistema pretende-se que os granulados apresentem um

valor de TCA ≤ 0,5 ng L-1.

Neste relatório, começa-se por explicar o que é uma rolha Neutrocork,

evidenciando-se o seu processo de fabrico. Posteriormente, será abordado em detalhe

o tratamento para remoção do TCA dos granulados de cortiça.

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2. A CORTIÇA

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2. A cortiça

2.1 Cortiça

Proveniente do sobreiro (Quercus Suber L.), a cortiça é um dos principais recursos

naturais de Portugal. Com uma adaptação excecional às zonas de clima

mediterrânico, sendo a maior concentração em Portugal. (Figura. 2)

A capacidade única de regeneração da casca do sobreiro permite a exploração

industrial. [1] [2]

Figura. 2: Distribuição geográfica de montados. A: Zonas de montado em Portugal; B: Distribuição mais signif icativa

das f lorestas de sobreiro no mundo. [2]

Caracterizada por propriedades físico-mecânicas únicas, a cortiça é um tecido vegetal

que constitui o revestimento do sobreiro. Apresentando um crescimento activo em

determinadas alturas do ano, o felema, nome científico da cortiça, possuiu, em termos

biológicos, um tecido não diferenciado, com paredes de pouca espessura, produzida

pela atividade merismática do falogénio (Figura 3). A capacidade de regeneração do

sobreiro está diretamente relacionada com a divisão celular do falogénio a cada

descortiçamento. [3]

A

B

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Figura. 3: Esquema representativo de um corte transversal do tronco do sobreiro. Adaptado de [3]

A cortiça possui uma estrutura celular que lhe confere características únicas. É um

material composto por células ocas, de paredes finas e estrutura regular e compacta.

A sua organização celular é idêntica a um prisma hexagonal, em que as células estão

dispostas como “favo de abelha”, apresentando uma estrutura anisotrópica. [4] Não

exibindo uma disposição comum célula-célula, não existem canais de comunicação

nem espaços intercelulares, notando-se apenas a presença de canais lenticulares.

Ao ser realizada uma secção tangencial, ou seja, perpendicular à direção radial,

observa-se o arranjo tipo favo de abelha nas células da cortiça. Se as secções forem

radiais (perpendicular à direção tangencial), ou transversais (perpendicular à direção

axial), as células da estrutura são prismas retangulares empilhadas base com base

dispostas em colunas paralelas à direção radial da árvore (Figura. 4). [5]

Figura. 4: Micrografias da estrutura celular da cortiça. A: Secção tangencial; B: Secção radial; C: Secção

transversal. Adaptado de [2] [7]

De modo a facilitar a compreensão da posição dos diferentes arranjos que as células

da cortiça podem ter, tendo em conta como é feito o seccionamento, apresenta-se na

Figura 5 um esquema representativo da estrutura celular.

A B C

Cortiça ou Felema

Entrecasco ou Falogénio

Madeira

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Figura 5: Esquema representativo da estrutura celular da cortiça. Adaptado de [3]

Este produto natural apresenta uma elevada elasticidade e resiliência, é impermeável

a líquidos e a gases, tem uma baixa condutividade térmica, sendo também, um bom

isolador ao som e à vibração. [6]

A estrutura celular da cortiça foi observada ao microscópio pela primeira vez por

Robert Hooke em 1664. [7] A sua estrutura celular ímpar, idêntica a uma rede de

paredes celulares, é constituída por dois componentes maioritários, a suberina e a

lenhina. Apresenta igualmente na sua constituição polissacarídeos, ceras e taninos. A

conjugação dos componentes da cortiça permite observar as três diferentes camadas

da parede celular. [7] Assim, a parede primária é constituída por lenhina e

polissacarídeos, a parede secundária é formada por camadas alternadas de suberina

e ceras e a parede terciária possui polissacarídeos e taninos. Esta constituição

possibilita uma lenta transferência de gases e difusão de líquidos através das células,

proporcionando alguma impermeabilidade à cortiça. Esta característica de

impermeabilidade é uma das maiores vantagens para um dos principais produtos

obtidos da cortiça, a rolha.

2.2 Composição química da cortiça

O facto de ser constituída por células ocas e de forma regular dá leveza e

homogeneidade à cortiça. A constituição química da cortiça é bastante diferente dos

outros tecidos vegetais, dando origem a propriedades específicas. Sendo um material

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natural peculiar e complexo, a sua composição química é difícil de analisar, incidindo,

atualmente, o estudo sobre os monómeros da cortiça. [8]

A nível químico a cortiça pode ser dividia em dois tipos de componentes, os estruturais

e os não-estruturais. [9][10]

Os componentes estruturais da cortiça são a suberina, lenhina e polissacarídeos. São

macromoléculas insolúveis de natureza polimérica e representam cerca de 85% da

constituição da cortiça. Estes polímeros são formados por monómeros ácidos de

cadeia longa, C16 a C26, sendo necessário recorrer a reações químicas para a sua

remoção da parede celular. Dos componentes estruturais destaca-se a suberina como

o componente em maior quantidade. A suberina é constituída por monómeros

alifáticos de cadeia longa, glicerol e éster de glicerol, dando origem a um polímero

poliéster (Figura 6).

Figura 6: Reação genérica da formação de polímeros poliéster da suberina.

No entanto, a estrutura da suberina ainda não é totalmente conhecida, facto que leva

a que o estudo seja realizado sobre a sua composição monomérica. A obtenção dos

monómeros de suberina é feita por despolimerização onde são quebradas ligações

éster por hidrólise alcalina, ou por transterificação com trifluoreto de bromo ou

metóxido de sódio. [5] [11-15]

De igual modo ao que acontece na suberina, a estrutura de lenhina ainda não é

totalmente conhecida porém, sabe-se que a sua estrutura polimérica possui três

monómeros: o álcool p-hidroxicinamil (4[(E)-3-hidroxiprop-1-enil]fenol), o álcool

coniferílico (4-(3-hidroxi-1-propenil)-2-metoxifenol) e o álcool sinapílico (4-(3-

hidroxiprop-1-enil)-2,6-dimetoxifenol), identificados na Figura 7. [5] [11] [12] [14]

Figura 7: Monómeros da lenhina: (A) álcool p-hidroxicinamil; (B): álcool coniferílico; (C) álcool sinapílico.

(A)

(C)

(B)

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Os polissacarídeos são constituídos por dois tipos de polímeros, a celulose e a

hemicelulose (Figura 8). Os monómeros são obtidos por hidrólise ácida, apresentando

solubilidade parcial em água e em soluções alcalinas. [5] [12] [13] [14]

Figura 8: Polímeros polissacarídeos presentes na cortiça: Celulose (A); Hemicelulose (B).

A restante constituição química da cortiça, aproximadamente 15%, é respeitante aos

componentes não estruturais.

Os componentes não estruturais dividem-se em extratáveis e não-extratáveis. Estes

são compostos orgânicos presentes na costa da cortiça, e são geralmente do tipo n-

alcanos, triterpenos, ácidos gordos, glicerol, esteróis, fenóis e polifenóis (Figura 9).] [5]

[12] [14]

(D)

(A)

(B)

Figura 9: Compostos extratáveis da cortiça: n-alcanos (A); triterpeno (B); ácido gordo (C); glicerol (D); esterol (E):

fenol (F).

(A) (B) (C)

(E) (F)

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Os não-extratáveis ou componentes inorgânicos são geralmente denominados de

cinzas, pois são o resultado da combustão completa de matéria orgânica. As cinzas

são principalmente constituídos por cálcio, fósforo, potássio ou magnésio. [6] [11] [14]

[16]

2.3 Características da Cortiça

Considerada matéria-prima de excelência, a cortiça apresenta propriedades físicas

únicas a nível celular e estrutural que lhe conferem aptidões excelentes para as suas

diversas aplicações. De entre muitas que poderiam ser enunciadas, destacam-se as

propriedades mais importantes: [9] [10] [17 -19]

Leveza: sendo as células da sua estrutura ocupadas por azoto e oxigénio faz com que

a sua densidade seja baixa na ordem dos 120-280;

Elasticidade: a cortiça pode ser comprimida até metade da sua largura, voltando a

adquirir a forma original;

Impermeabilidade: a presença de suberina e ceras garante uma impermeabilidade a

líquidos e gases;

Isolamento: a capacidade de isolamento sonoro da cortiça é resultante da sua

capacidade de dissipação da energia de vibração;

Resistência: a cortiça tem elevada resistência ao desgaste pois possui um elevado

coeficiente de atrito. Isto é, quando a cortiça entra em contacto com uma superfície o

desgaste que vai sofrer é mínimo

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2.4 Contaminantes das rolhas de cortiça

A contaminação da rolha de cortiça acontece devido à presença de compostos voláteis

como os haloanisóis e halofenóis. Os haloanisóis e halofenóis são derivados do anisol

e do fenol, respetivamente, que na sua estrutura possuem um ou mais átomos de

halogénio. Os agentes contaminantes da cortiça mais comuns, no caso dos

haloanisóis são os cloroanisóis e os bromoanisóis e para os halofenóis, são os

clorofenóis e bromofenóis.[11]

A presença destes agentes na cortiça e por consequência na rolha, contamina o

produto ao qual estabelece contacto, que sendo o vinho é identificado como “gosto a

rolha”.

Da família dos cloroanisóis, o 2,4,6-tricloanisol é o composto ao qual se associa a

maior contribuição no “gosto a rolha”. Deste modo, tem enorme relevância estudá-lo

para que seja possível a sua eficaz redução ou eliminação da cortiça e por

consequência das rolhas utilizadas para engarrafamento de vinhos. [20][21]

Figura 10: Anisol (A), Fenol (B); Haloanisóis (A1. A2, A3), Halofenóis (B1, B2, B3), estruturas resultantes da

substituição de (A) e (B) em que R é um átomo de cloro ou bromo, nas posições 2,4,6; 2,3,4,6 e 2,3,4,5,6

respetivamente.

(A)

(A1) (A2) (A3)

(B)

(B1) (B2) (B3)

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12

2.4.1 2,4,6-tricloroanisol

O 2,4,6-tricloroanisol, ou TCA, é o principal composto responsável pela contaminação

das rolhas de cortiça. É um metabolito fúngico responsável pelo “gosto a rolha” e

apresenta um odor desagradável a mofo. A transformação microbiológica de

clorofenóis origina os cloroanisóis, família à qual o TCA pertence. Esta transformação

é basicamente um mecanismo de detoxificação por metilação microbiológica de

clorofenóis. [22] No entanto, existem outros compostos voláteis, como 2-

metilisoborneol, 1-octen-3-ol e 1-octen-3-one, que são igualmente responsáveis pela

contaminação da cortiça. [21]

O desenvolvimento do “sabor a rolha” pode acontecer desde o transporte da cortiça

até à produção de rolha, bastando para isso estarem reunidas condições para o

desenvolvimento do TCA e de outros contaminantes. [23]

O precursor do TCA é o 2,4,6-triclorofenol ou TCP. O TCP pode surgir da poluição do

ambiente em que a cortiça se encontra, ou pode desenvolver-se através de bolores

presentes na cortiça na presença de cloro. [24]

As técnicas analíticas mais comuns para quantificar o TCA são, por cromatografia

gasosa com captura eletrónica (GC-ECD) ou por espectroscopia de massa (GC-MS).

Para a análise ser possível, há uma extração prévia do TCA. O modo mais

convencional de se extrair TCA da cortiça em análise é utilizando um solvente. Os

solventes mais utilizados são o pentano ou uma solução de água e etanol. O

procedimento para este tipo de extração é colocar a cortiça ou as rolhas com o

solvente, durante um determinado período de tempo.

Existem outros métodos de extração de TCA como, dessorção térmica, microextração

fase sólida (SPME), extração Soxhlet e extração com fluido supercrítico (SFE),

igualmente eficazes. [25] [26]

No trabalho realizado, a extração de TCA foi feita recorrendo a um solvente, Para as

rolhas é feita uma maceração de 24 horas em solução aquosa de etanol a 12%.

Quanto aos granulados que são utilizados na produção das rolhas, é igualmente

utilizada a solução aquosa de etanol a 12% onde a preparação é colocada na estufa

durante 50 minutos.

As soluções resultantes das macerações são analisadas por cromatografia gasosa.

Visto a presença de contaminantes ser um problema bem presente nas rolhas e nos

granulados de cortiça, é necessário a sua remoção. No trabalho desenvolvido focou-se

a importância de remoção do 2,4,6-tricloroanisol nos granulados e o método utilizado.

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13

Atualmente, o ROSA, Rate of Steam Application, é o sistema utilizado para a redução

do teor de TCA nos granulados de cortiça, que será descrito posteriormente.

Figura 11: Molécula 2,4,6-tricloanisol.

2.4.2 Formação de TCA

O TCA é um cloroanisol, é um composto volátil facilmente absorvido pela cortiça.

Existem várias hipóteses para a formação de cloroanisóis, sendo que a mais aceite é a

síntese direta por biometilação (o-metilação) de clorofenóis por microorganismos. Os

fungos filamentosos são os principais responsáveis reação que origina os haloanisóis,

que acontece quando os fungos entram em contacto com halofenóis, como os

clorofenóis. Dos vários clorofenóis que originam o 2,4,6-tricloroanisol, o precursor

2,4,6-triclorofenol é o mais significativo. Na bioconversão, a presença da enzima

clorofenol o-metiltransferase (CPMOT) é a responsável pelos anisóis formados. Deste

modo, na Figura 12, está representada a formação do TCA através do percursor mais

eficiente o 2,4,6-TCP por o-metilação. [21] [27-30]

Figura 12: Formação do 2,4,6-tricloroanisol por bioconversão.

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3. ROLHAS DE CORTIÇA

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15

3. Rolhas de Cortiça

3.1 Rolhas

A área de maior relevo no grupo Amorim é a produção de rolhas. Existem três classes

distintas de rolhas (naturais, aglomeradas e colmatadas) que podem ser utilizadas

para vinhos tranquilos, vinhos efervescentes e bebidas espirituosas.

As rolhas com maior diâmetro são as mais apropriadas para vinhos espumantes e

champanhe de modo a suportar as elevadas pressões que existem na garrafa.

Tal como acontece com os vinhos, as bebidas espirituosas apresentam uma rolha de

cortiça como vedante. As rolhas utilizadas para este tipo de bebidas são rolhas

naturais ou aglomeradas às quais é acoplada uma cápsula, podendo ser de madeira

ou metal, entre outros materiais. As rolhas capsuladas têm a vantagem de poderem

ser reutilizadas quando o consumo do produto não é feito de imediato.

Vinhos que exijam maior tempo de estágio na garrafa requerem um vedante que seja

capaz de manter o produto em plenas condições. Para que tal aconteça, o uso de uma

rolha natural é o mais indicado. A constituição celular da rolha natural garante o baixo

teor de oxigénio dentro da garrafa, factor importante para o vinho de longa maturação.

Para além disso, a sua elasticidade, compressibilidade e capacidade de adaptação ao

gargalo garante a correta conservação do vinho. [1]

Na Tabela 1 são apresentados alguns tipos de rolhas com uma breve descrição das

suas utilizações.

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16

Tabela 1: Descrição dos vários tipos de rolhas produzidas e principais utilizações [1]

Denominação Descrição Utilização

Spark®

Composta por um corpo

de aglomerado de cortiça

e dois discos de cortiça

natural na extremidade;

Bom comportamento

mecânico e facilidade de

engarrafamento

Champanhe e vinhos

espumantes

Twin Top®

Rolha técnica constituída

por um corpo de

aglomerado de cortiça

com um disco de cortiça

em ambos os topo

Vinhos frutados com

período reduzido de

estágio na garrafa

Top Series®

Rolha de cortiça natural

capsulada

Vinhos fortificados e

bebidas espirituosas; fácil

reutilização

Acquamark®

Rolha natural revestida

com uma solução de base

aquosa, que fixa os

extratos de cortiça às

paredes da rolha,

preenchendo as lenticelas

e aumentando a

capacidade de vedação

Vinhos super-premium

Rolha Natural Extraído do traço da

cortiça; 100% natural

Vinhos Icon e Premium

(elevada qualidade) com

necessidade de estagiar

na garrafa

Neutrocork®

Rolha técnica constituída

por grânulos de cortiça

compactados em moldes

individuais; grande

estabilidade estrutural

Vinhos de alguma

complexidade e com

consumo até dois anos

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17

3.2 Rolha Neutrocork

A produção de rolhas Neutrocork é um processo simples de fabrico mas que garante

um produto de elevada qualidade. Comercialmente, esta rolha é apetecível pela sua

fácil utilização e adaptação a um grande número de produtos vinícolas sem que

adultere as suas maiores qualidades, nomeadamente o sabor.

É uma rolha largamente utilizada para vinhos de rápido consumo, sendo por isso

determinante que apresente características específicas para este efeito. A rolha

Neutrocork deve apresentar uma humidade entre os 4 a 9% e massa volúmica terá

valores no intervalo de 240-320 kg m-3, sendo que o factor mais determinante é

garantir que o nível de TCA seja ≤ 0,5 ng L-1. [31]

De modo a garantir que as rolhas Neutrocork obedecem aos parâmetros pretendidos,

existe um controlo sistemático da matéria-prima. Para as rolhas em questão, rolhas

Neutrocork, a matéria-prima é o granulado de aparas de cortiça, denominado RN com

uma distribuição granulométrica entre 1 a 2 mm. O granulado é sujeito a um controlo

de TCA e os parâmetros de massa volúmica e humidade são igualmente

determinados.

Garantir que o teor de 2,4,6-tricloranisol é baixo o suficiente para ser aceitável é um

dos pontos mais importantes sendo que um dos grandes objetivos da Unidade é a sua

total eliminação. Com este propósito foi criado o sistema, ROSA (Rate of Optimal

Steam Appliaction) que garante a redução de TCA em cerca de 80%.

3.2.1 Processo de fabrico de rolhas Neutrocork

Sinteticamente, o processo de produção de rolhas microaglomeradas é a

polimerização a quente de granulado de cortiça com resina de poliuretano, sendo que

o corpo resultante desta polimerização é retificado até ao calibre pretendido. Os vários

passos do processo desde a produção do granulado até ao produto final estão

apresentados na Figura 13.

O granulado apresenta três calibres principais, utilizando-se para a produção destas

rolhas o calibre intermédio de diâmetro de partícula ½ mm. Os restantes são

distribuídos por outras unidades industriais para outros tipos de aplicações e/ou

produção de outro tipo de rolhas.

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18

Figura 13: Esquema do processo de produção das rolhas Neutrocork na Unidade Industrial De Sousa.

*Processo de remoção de TCA explicado posteriormente

Granulados

Compra

Granulados

Produção

Unidade

Silo Abastecimento

ROSA

Retificação

topo

Retificação

chanfro

Lavação

Rolha

Neutrocork

Processo

ROSA*

Silo Estabilização

Silo Abastecimento

Moldadoras

Abastecimento

Moldadoras

Prensagem e

Polimerização

a quente

Corpo de rolha Estabilização

corpo

Descarga granulado para

moldes

Retificação corpo

Acabamentos

Mecânicos

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4. Parte Experimental

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20

4. Parte Experimental

4.1 ROSA

No meio onde se encontra a cortiça, existem vários compostos susceptíveis de serem

absorvidos devido à elevada capacidade de absorção da cortiça. Salienta-se, que

grande parte destes compostos é responsável pelo mau odor e pelo sabor

desagradável que muitas vezes é transmitido pela cortiça quando estabelece contacto

com outros materiais ou produtos.

A aplicação por excelência da cortiça são as rolhas. Podendo ser de origem natural,

ou manufaturadas industrialmente, como as rolhas Neutrocork, existe sempre a

preocupação de não transmitir ao produto ao qual a rolha vai ser aplicada

características negativas. A utilização de rolha no engarrafamento de vinho é a mais

comum, e por isso é necessário que as rolhas não possuam qualquer tipo de

componentes que comprometam a qualidade do vinho.

De modo a minimizar o problema do TCA na cortiça, foi desenvolvido um sistema

capaz de remover uma determinada percentagem de TCA dos granulados de cortiça.

A eliminação de aromas e odores desagradáveis e indesejáveis presentes na cortiça é

outro dos objetivos do sistema ROSA.

No caso das rolhas Neutrocork o tratamento de TCA é realizado no granulado utilizado

na produção, garantindo que os níveis são controlados no início do processo.

A resolução do problema associado ao 2,4,6-tricloroanisol na cortiça passa pelo seu

tratamento preventivo. Deste modo, terá que se evitar condições de desenvolvimento

de TCA e por outro lado removê-lo dos produtos de cortiça. Dos processos de

remoção de TCA aplicáveis à cortiça existe a lavagem com peróxido de hidrogénio, a

utilização de barreiras físicas de silicone, a extração de TCA com fluido supercrítico de

dióxido de carbono ou a utilização de enzimas.

O tratamento de granulados, efetuado neste trabalho, é feito através de vapor de

água. A temperatura ao qual o granulado é sujeito no sistema ROSA, vai permitir a

redução do teor de TCA, sendo a sua extração do sistema feita por arrasto pelo vapor

de água.

O sistema ROSA, atualmente constituído por três grupos idênticos ao da Figura 14, é

composto por um cilindro de aço inoxidável com 250 mm de diâmetro, com quatro

aberturas laterias (A) para a entrada do vapor de água proveniente da fonte geradora

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21

(I), sendo que todas as entradas possuem uma válvula que permite regular o caudal

de vapor (B). Localizada na parte inferior existe uma abertura onde é recuperado o

granulado depois do tratamento (C), e uma abertura para a exaustão do vapor de água

posterior ao tratamento (D). A quantidade de granulado que é descarregada para o

sistema ROSA é controlada por uma válvula no funil de alimentação (E). No interior do

cilindro existe um parafuso sem-fim no eixo central (K), movimentado por um motor

(F), onde o granulado vai passando, enquanto é injetado vapor de água. O vapor é

gerado por uma caldeira, e o caudal de vapor, que entra no sistema, é controlado por

uma válvula de pressão de vapor (J) e um manómetro (G). A temperatura é medida

por um termómetro (H).

Os três grupos são ajustados de modo a terem a mesma performance na redução de

TCA.

Figura 14: Representação esquemática do sistema ROSA. [32]

4.2 Medição de humidade

A humidade é um fator que influencia diretamente a estabilidade e a capacidade de

polimerização dos granulados. Os granulados utilizados na produção, que são sujeitos

ao processo ROSA, devem apresentar um valor de humidade de aproximadamente

10%. Este valor é ajustado com a passagem do granulado por um secador rotativo.

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22

O método de análise consiste em colocar uma determinada quantidade de granulado

num elétrodo de godé, em que este é acoplado a um higrómetro Aqua-Boy. O sinal

obtido, por condutividade elétrica, corresponde ao valor da percentagem de humidade

presente no granulado. Na Figura 15 estão representados o godé e o medidor de

condutividade.

Figura 15: Medição da percentagem de humidade do granulado com elétrodo de godé. (A): Elétrodo de godé

preenchido com granulado; (B): Medição do sinal transmitido pelo Aqua-Boy

4.3 Medição da massa volúmica

A massa volúmica do granulado utilizado para a produção da rolha Neutrocork deve

apresentar o valor de 60 ± 2 kg m-3. A determinação da massa volúmica consiste em

colocar o granulado numa tremonha cónica de fundo amovível e descarregá-lo para

um cubo em acrílico com 1 dm3 de volume. O excesso de granulado é retirado com

uma raseira de modo a que o nível de granulado esteja alinhado com as paredes do

cubo (Figura 16). O cubo é previamente tarado numa balança analítica e por diferença

de massa obtém-se o valor da massa volúmica, em kg m-3, referente àquela amostra

de granulado. O processo repete-se de igual modo para todas as amostras.

(A) (B)

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23

Figura 16: Medição de massa volúmica. (A): Tremonha cónica de fundo amovível; (B): Cubo de acrílico; (C) Raseira;

(D) Balança

4.4 Preparação das amostras para análise de TCA

Geralmente, com cada uma das amostras de granulado recolhido dos três grupos,

para análise comparativa, são feitas duas tomas para análise do teor de TCA, sendo

no total seis amostras. No entanto, neste momento, um dos grupos terá mais amostras

para analisar devido às alterações a que está a ser sujeito.

A análise de TCA é feita a uma solução resultante da maceração do granulado em

solução aquosa de etanol a 12%. A maceração é realizada a 30 °C por um período de

tempo de 50 minutos. A solução resultante é vertida para frascos de vidro previamente

identificados, e é posteriormente analisada por cromatografia gasosa no departamento

de Investigação e Desenvolvimento da Amorim e Irmãos (Figura 17).

Até a um período não superior a 24 horas, os resultados são transmitidos, seguindo-se

o registo e análise.

Figura 17: Frascos contendo a solução resultante da maceração do granulado em solução aquosa de etanol a 12%

(A)

(B)

(C)

(D)

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24

4.5 Outras actividades desenvolvidas

Durante este Estágio, foram realizadas outras tarefas que estavam integradas nas

atividades habituais do laboratório onde decorreu o Estágio.

Inicialmente, foi dado a conhecer um projeto de melhoramento de transmissão de

informação. No projeto passou a haver a aposta numa informação clara e visualmente

apelativa, bem como na promoção da facilidade de comunicação interpessoal. Depois

de serem conhecidos os principais objetivos, foram desenvolvidas novas ferramentas,

principalmente de cariz informativo, para o projeto.

No decorrer do Estágio foram realizadas análises sensoriais às aparas e discos de

cortiça, de modo a identificar a presença de odores como TCA, mofo, vegetal, entre

outros.

A par da preparação das macerações de granulados, foram também realizadas

preparações idênticas de rolhas e aparas de cortiça, e dos frascos com a solução

resultante para análise.

O registo de dados foi realizado diariamente, com a criação e preenchimento de

relatórios de controlo de qualidade para os parâmetros de humidade, massa volúmica

e teor de TCA.

Foram também realizados ensaios das rolhas Neutrocork, com o MedCork, aparelho

que mede diâmetro, comprimento, massa volúmica e humidade das rolhas.

Sucessivas vezes foram realizados ensaios de vedação a gás (ar comprimido) de

rolhas e corpos aglomerados, de modo a verificar se o processo de polimerização

tinha decorrido normalmente.

Todas as atividades desempenhadas foram aspetos positivos, pois permitiram adquirir

novos conhecimentos, além dos inicialmente previstos.

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5. RESULTADOS

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26

5. Resultados

5.1 Análise de resultados ROSA

O objetivo do trabalho foi analisar os granulados provenientes do tratamento ROSA,

quanto à redução do seu teor em TCA. Para tal, foi necessário analisar e comparar

valores de análises de anos anteriores.

5.1.1 Valores de TCA ao longo do tempo

A primeira análise realizada diz respeito à distribuição de valores de TCA pelos meses

dos anos 2012, 2013 e 2014, representados na Figura 18. Estes encontram-se

divididos em intervalos de valores absolutos de TCA, em que nd representa valores de

TCA ≤ 0,5 ng L-1.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

NP

Gru

po

1

Gru

po

3

NP

Gru

po

1

Gru

po

3

NP

Gru

po

1

Gru

po

2

Gru

po

3

NP

Gru

po

1

Gru

po

2

Gru

po

3

NP

Gru

po

1

Gru

po

2

Gru

po

3

NP

Gru

po

1

Gru

po

2

Gru

po

3

NP

Gru

po

1

Gru

po

2

Gru

po

3

NP

Gru

po

1

Gru

po

2

Gru

po

3

NP

Gru

po

1

Gru

po

2

Gru

po

3

NP

Gru

po

1

Gru

po

2

Gru

po

3

Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

2012

>2

1,0-2,0

0,5-1,0

nd

(A)

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27

Figura 18: Representação dos valores de TCA nos anos 2012 (A), 2013 (B) e 2014 (C).

A apresentação dos resultados é feita em termos percentuais da contabilização dos

valores de TCA que estão incluídos nos intervalos definidos para análise.

A leitura do gráfico permite verificar que, de um modo geral, o granulado quando é

sujeito ao sistema ROSA, o nível de TCA diminui. Se se observar os valores NP, que

corresponde ao granulado que não foi tratado, os valores de TCA estão

compreendidos nos intervalos de maior valor de TCA. Quando o granulado é sujeito ao

sistema ROSA, os valores de TCA que este apresenta estão compreendidos em

intervalos de menor valor, indicando que há uma redução do teor de TCA.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

NP

Gru

po

2

NP

Gru

po

2

NP

Gru

po

2

NP

Gru

po

2

NP

Gru

po

2

NP

Gru

po

2

NP

Gru

po

2

NP

Gru

po

2

NP

Gru

po

2

NP

Gru

po

2

NP

Gru

po

2

NP

Gru

po

2

Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

2013

>2

1,0-2,0

0,5-1,0

nd

(B)

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

NP

Gru

po 1

Gru

po 2

Gru

po 3 NP

Gru

po 1

Gru

po 2

Gru

po 3 NP

Gru

po 1

Gru

po 2

Gru

po 3 NP

Gru

po 1

Gru

po 2

Gru

po 3 NP

Gru

po 1

Gru

po 2

Gru

po 3 NP

Gru

po 1

Gru

po 2

Gru

po 3

Jan Fev Mar Abr Mai Jun

2014

> 2

1,0-2,0

0,5-1,0

nd

(C)

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FCUP Controlo de Qualidade de Rolhas de Cortiça Microaglomeradas

28

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Jane

iro

Feve

reir

o

Mar

ço

Ab

ril

Mai

o

Jun

ho

Julh

o

Ago

sto

Sete

mbr

o

Ou

tub

ro

No

vem

bro

Dez

emb

ro

Jane

iro

Feve

reir

o

Mar

ço

Ab

ril

Mai

o

Jun

ho

Julh

o

2013 2014

G1

G2

G3

5.1.2 Valores de eficiência de redução de TCA 2013 e 2014

Interessa agora dar ênfase aos valores do último ano. Analisar-se-á a redução de TCA

e a eficiência de redução de cada grupo. Na Figura 19 estão representados os valores

de TCA dos granulados após serem sujeitos ao tratamento térmico, nos diferentes

grupos. Os valores apresentados a partir de Novembro são obtidos no âmbito da

realização das atividades do Estágio.

Figura 19: Eficiência de redução de TCA mensal para os diferentes grupos em 2013 e 2014.

O gráfico mostra que a eficiência de redução de TCA no grupo 1 é geralmente superior

à dos outros dois grupos, apresentando valores na ordem dos 95 a 98%.

De notar que neste período de tempo, o grupo 2 apresenta resultados aquém do

pretendido, pois é esperado que a redução do nível de TCA seja o mais próximo

possível de 100%. Os valores de eficiência são baixos, principalmente no 1º semestre

de 2014, o que levou a serem realizadas alterações neste grupo para que se atingisse

níveis de eficiência mais elevados. As alterações foram realizadas a nível da estrutura

do ROSA, não podendo ser mais detalhadas devido a questões de confidencialidade.

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FCUP Controlo de Qualidade de Rolhas de Cortiça Microaglomeradas

29

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

19/0

6/2

014

NP

19-0

6-2

014

20/0

6/2

014

NP

20-0

6-2

014

23/0

6/2

014

NP

23-0

6-2

014

24/0

6/2

014

NP

24-0

6-2

014

25/0

6/2

014

NP

25-0

6-2

014

26/0

6/2

014

NP

26-0

6-2

014

27/0

6/2

014

NP

27-0

6-2

014

30/0

6/2

014

NP

30-0

6-2

014

01/0

7/2

014

NP

01-0

7-2

014

02/0

7/2

014

NP

02-0

7-2

014

03/0

7/2

014

NP

03-0

7-2

014

04/0

7/2

014

NP

04-0

7-2

014

07/0

7/2

014

NP

07-0

7-2

014

08/0

7/2

014

NP

08-0

7-2

014

09/0

7/2

014

NP

09-0

7-2

014

10/0

7/2

014

NP

10-0

7-2

014

11/0

7/2

014

NP

11-0

7-2

014

14/0

7/2

014

NP

14-0

7-2

014

15/0

7/2

014

NP

15-0

7-2

014

16/0

7/2

014

NP

16-0

7-2

014

17/0

7/2

014

NP

17-0

7-2

014

>2

1,0-2,0

0,5-1

0,5

5.1.3 Valores TCA depois das modificações no grupo 2

Como referido anteriormente, foram realizadas alterações no grupo 2. Para se

conseguir determinar se foram bem-sucedidas, realizaram-se vários ensaios aos três

principais parâmetros, massa volúmica, humidade e teor de TCA. Os resultados

apresentados na Figura 20 são referentes à determinação de TCA de granulado

recolhido nos três turnos diários de trabalho, onde foi feita a média por dia do nível de

TCA. Em conjunto apresenta-se os valores de TCA para o granulado não processado

no ROSA, de modo a ser possível comparar se efectivamente houve redução do nível

de TCA. Estes valores são resultado do trabalho desempenhado durante o Estágio.

Figura 20: Valores de TCA do grupo 2 após modif icação.

Apesar de o número de dados ser relativamente reduzido nota-se uma evolução

positiva na redução de TCA. No entanto, mediante estes resultados apresentados

pode afirmar-se que aos níveis de TCA baixam do intervalo de 1,5 a 5,0 para o

granulado não processado, para TCA inferior a 1,5 depois do tratamento ROSA

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30

Figura 21: Níveis de TCA do grupo 2 antes da modif icação

Analisando os resultados apresentados na Figura 20 e na Figura 21, que dizem

respeito aos níveis de TCA no presente ano até às alterações do grupo 2, realizadas

em meados de Junho, pode dizer-se que as modificações promoveram uma maior

taxa de redução do teor de TCA do que o observado anteriormente. Antes da

modificação, os níveis de TCA apresentam valores nos intervalos 1,5 a 2,0, superiores

aos verificados após a modificação no grupo

5.1.4 Eficiência após modificação no grupo 2

Em termos de eficiência é possível verificar o que foi previamente referido. A redução

de TCA é mais notória após a modificação da estrutura do grupo 2. Verifica-se pela

Figura 22 e 23, que o valor da eficiência de redução do teor de TCA é em média

inferior a 75%, enquanto agora é em média superior a 85%, respetivamente.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

NP Grupo2

NP Grupo2

NP Grupo2

NP Grupo2

NP Grupo2

NP Grupo2

NP

Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul

2014

>2

1,0-2,0

0,5-1,0

nd

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31

Figura 22: Eficiência do grupo 2 antes da alteração.

Figura 23: Eficiência do grupo 2 após alteração

73,79% 74,10% 80,91% 82,16%

77,81% 69,64%

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%

100%

Janeiro Fevereiro Março Abril Maio Junho

2014

G2

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

G2

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6. CONCLUSÃO

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33

Nos gráficos da Figura 18 estão reunidos os valores de TCA dos granulados antes

(NP) e depois de serem submetidos ao sistema ROSA nos diferentes grupos, nos

anos de 2012, 2013 e 2014. A análise destes gráficos leva a concluir que o grupo 2

apresenta repetidamente piores resultados do que os outros dois grupos. Com o intuito

de se obter valores de TCA ≤ 0,5 ng L-1, foi necessário a modificação do grupo 2. No

entanto, é também possível retirar informação sobre os outros dois grupos. Assim,

verifica-se que a redução de TCA dos granulados não processados (NP) para os

processados vai sendo maior de ano para ano. Este facto pode ser avaliado tendo em

conta o gráfico da Figura 19, que mostra a eficiência de redução de TCA nos anos

2013 e 2014, verificando-se que a eficiência aumenta de um ano para o outro. Ainda

analisando este gráfico pode comparar-se a eficiência de cada grupo individualmente.

Verifica-se que o grupo 1 e 3 apresentam valores de eficiência mais elevados do que o

grupo 2, sendo que o grupo 1 é o que tem melhores resultados, com valores entre

95% e 98%.

Sendo o principal objetivo a redução do nível de TCA para valores o mais próximo

possível de 100% em todos os grupos, e visto, os grupos 1 e 3 apresentarem valores

de redução de TCA esperados, a análise seguinte será feita em relação ao grupo 2

logo após as modificações.

Devido às mudanças no grupo 2 foi necessário elaborar um estudo com maior número

de ensaios de modo a verificar o seu comportamento e a eficiência de redução do teor

de TCA.

Na Figura 20 apresenta-se o gráfico com os valores de redução de TCA no grupo 2.

Neste período de tempo, os valores de TCA estão compreendidos entre

1,0 e > 2,0 ng L-1 para os granulados não processados , sendo que os valores descem

para o intervalo de 0,5 a ≤ 1,0 ng L-1 depois do tratamento ROSA. De modo a

evidenciar que a redução é maior do que a anteriormente observada, é apresentado

na Figura 21 o gráfico dos valores de TCA do grupo 2 antes da modificação. Observa-

se que de um modo geral os valores de TCA rondam os intervalos 0,5 a 2,0 ng L-1

após o processamento no sistema ROSA, valores ainda longe dos pretendidos.

Analisando os valores de eficiência para o grupo 2 antes e depois da modificação

(Figuras 22 e 23, respetivamente), verifica-se que a média de eficiência passa de 75%,

para 85%. Estes valores reforçam a ideia de que os níveis de TCA estão a ser

reduzidos para os valores desejados, ≤ 0,5 ng L-1. Porém, ainda não é possível afirmar

com toda a segurança que no do grupo 2 se observarão sempre reduções desta

ordem, pois o tempo de análise dos dados foi muito reduzido, sendo necessário

prosseguir com o estudo.

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34

A experiência proporcionada por este Estágio foi positiva, permitindo conhecer o

trabalho desenvolvido em contexto empresarial. Foi interessante integrar alguns dos

conhecimentos adquiridos na Faculdade no trabalho do laboratório na empresa. O

Estágio permitiu avaliar a importância da relação entre empresas e Universidades,

mostrando que a partilha do conhecimento de cada domínio é benéfica para ambas as

partes.

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7. BIBLIOGRAFIA

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36

[1] Corticeira Amorim, http://www.amorim.com, consultado em Setembro 2014.

[2] Associação Portuguesa de Cortiça, http://www.apcor.pt, consultado em

Setembro 2014.

[3] Cordeiro, N., Fraccionamento da Cortiça e Caracterização dos seus Componentes.

Estudo de Possibilidades de Valorização de Suberina, Universidade de Aveiro, 1998.

[4] Pereira, H., Tomé, M., Cork Oak, Encyclopedia of Forest Sciences, 613-620, 2004.

[5] Vieira, D., Análise de Características da Cortiça Amadia Relevantes para a sua

Qualidade Industrial, Instituto Superior de Agronomia - Universidade Técnica de

Lisboa, 2009.

[6] Pereira, H., Chemical Composition and Variability of Cork from Quercus suber L.,

Wood Sci. Technol., 22, 211-218, 1988.

[7] Pereira, H., Rosa, M., Fortes, M. A., The Cellular Structure of Cork from Quercus

Suber L., IAWA Bulletin n. s., 8 (3), 1987.

[8] Costa, M., Caracterização das Propriedades Físicas, Mecânicas e Térmicas de

Betões com Incorporação de Cortiça, Faculdade de Ciências e Tecnologia,

Universidade de Coimbra, 2011.

[9] A Cortiça, http://pt.slideshare.net/splrocha/a-cortia, consultado em Setembro 2014

[10] Vasconcelos, B., Migração de 2,4,6-TCA através de Rolhas Neutrocork para um

Vinho e Implementação do método de análise para MDMP, Universidade Católica

Portuguesa, Porto, 2012.

[11] Coque, Juan, et al, Contaminação do Vinho por Haloanisóis: Desenvolvimento de

estratégias biotecnológicas para prevenir a contaminação de rolhas de cortiça por

cloroanisóis, APCOR, Santa Maria de Lamas, 2006.

Page 45: Controlo de Qualidade de Rolhas de Cortiça Microaglomeradas · granulado são a percentagem de humidade, a massa volúmica e o teor de 2,4,6- ... A área de maior relevo é a produção

FCUP Controlo de Qualidade de Rolhas de Cortiça Microaglomeradas

37

[12] Cortiça: estrutura e composição das paredes celulares suberosas,

http://www.isa.utl.pt/def/files/files.2007/File/disciplinas/tpf/EPMC2_Cortica_Estrutura.pdf,

consultado em Setembro 2014.

[13] Pereira, H., Cork: Biology, Production and Uses, Cap. 3, Elsevier,

Amsterdam, 2007.

[14] Pereira, R., et al, Suberin Isolation from Cork using ionic liquids: characterization

of ensuing products, New J. Chem., 36, 2014-2024, 2012.

[15] Santos, S., et al, Variabilidade de Composição Química de Suberina de Cortiças

Amadias de Várias Origens Geográficas, 5º Congresso Florestal Nacional, Viseu,

Portugal, 2005.

[16] Gil, L., Ciência e Engenharia de Materiais de Construção, Cap. 13, 663-715,

Repositório LNEG, 2012.

[17] Pereira, H., Cork: Biology, Production and Uses, Cap. 10, Elsevier,

Amsterdam, 2007.

[18] Patrimony, Recycling, and Communication, http://www.promocork.com/,

consultado em Setembro 2014.

[19] Silva, M., Apontamentos de Tecnologia dos Produtos Florestais: A Cortiça - Suas

Características e Propriedades, UTAD, 2010.

[20] Silva, A., Estudo da relação entre Parâmetros de Qualidade de Rolhas de Cortiça

e a sua contaminação com 2,4,6-tricloroanisol, Departamento de Química,

Universidade de Aveiro, 2009.

[21] Prak, S., Fungal Strains isolated from cork stoppers and the formation of

2,4,6-trichloroanisole involved in the cork taint of wine, Food Microbiology, 24,

271-280, 2007.

Page 46: Controlo de Qualidade de Rolhas de Cortiça Microaglomeradas · granulado são a percentagem de humidade, a massa volúmica e o teor de 2,4,6- ... A área de maior relevo é a produção

FCUP Controlo de Qualidade de Rolhas de Cortiça Microaglomeradas

38

[22] Riu, M., Determination of total chloroanisoles in different kinds of cork stoppers ,

Aanalytica Chimica Acta, 563, 310-314, 2006.

[23] Mazzoleni, V., Effect of wine style on the perception of 2,4,6-trichloroanisole, a

compound related to cork taint in wine, Food Research International, 40,

694-699, 2007.

[24] Ezquerro, Ó., Determination of 2,4,6-trichloroanisole and guaiacol in cork stoppers

by pressurized fluid extraction and gas chromatography-mass spectrometry, Journal of

Chromatography A, 1102, 18-24, 2006.

[25] Juanola, R., Evaluation of an extraction method in the determination of the

2,4,6-trichoroanisole content of tainted cork, Journal of Chromatography A, 953, 207-

214, 2002.

[26] Fontana, A., Analytical methods for determination of cork-taint compounds in wine,

Trends in Analytical Chemistry, 37, 2012.

[27] Coque, J., Contaminação do vinho por Haloanisóis: Desenvolvimento de

estratégias biotecnológicas para prevenir a contaminação de rolhas de cortiça por

cloroanisóis, APCOR, 2006.

[28] Candeias, M., Caracterização de um Poli viscoelastico e Pesquisa de Inibidores

da formação do 2,4,6-Tricloroanisol: Estratégia de Inibição por eliminação de fungos

formadores do 2,4,6-Tricloroanisol, Instituto Superior Técnico-Universidade Técnica de

Lisboa, 2007.

[29] Álvarez-Rodríguez, M., Cork Taint of Wines: Role of the Filamentous Fungi

Isolated from Cork in the Formation of 2,4,6-Trichloroanisole by o-Methylation of

2,4,6-Trichlorophenol, Applied and Environmental Microbiology, 68 (12),

5860-5869, 2002.

[30] Feltrer, R., Characterization of a novel 2,4,6-trichlorophenol-inducible gene

encoding chlorophenol o-methyltransferase from Trichoderma longibrachiatum

responsible for the formation of chloroanisoles and detoxification of chlorophenols ,

Fungal Genetics and Biology, 47, 458-467, 2010.

Page 47: Controlo de Qualidade de Rolhas de Cortiça Microaglomeradas · granulado são a percentagem de humidade, a massa volúmica e o teor de 2,4,6- ... A área de maior relevo é a produção

FCUP Controlo de Qualidade de Rolhas de Cortiça Microaglomeradas

39

[31] Informação interna: Ficha Técnica Rolhas Neutrocork, consultado em

Setembro 2014

[32] Cabral, M., Cork Product Treatment System and Apparatus by Extraction of

Compounds Dragged in Water Vapour, PCT, WO 2004/014436 A1, Patente, 2004.