revista citino volume 3 - número 4

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Volume 3 ׀Número 4 ׀Outubro- de 2013 REVISTA CITINO Periódico da Associação Nacional Hestia de Ciência, Tecnologia, Inovação e Oportunidade Outubro-Dezembro de 2013

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Volume 3׀ Número 4׀ Outubro- de 2013 REVISTA CITINO

P e r i ó d i c o d a A s s o c i a ç ã o N a c i o n a l H e s t i a d e C i ê n c i a , T e c n o l o g i a , I n o v a ç ã o e O p o r t u n i d a d e

O u t u b r o - D e z e m b r o d e 2 0 1 3

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Volumes publicados

Edição: Volume 3׀ Número 4 ׀ Outubro-Dezembro de 2013

Neste lançamento, artigos de revisão e textos originais em

fármacos e medicamentos e embalagens. A figura da capa é

uma simulação 3D, desenvolvida no software Sketchup.

Refere se a uma embalagem formada por dois tipos de

materiais derivados da celulose para no acondicionamento de

ovos de galinha (Gallus gallus domesticus). Esta imagem foi

obtida na Universidade do Estado de Mato Grosso,

UNEMAT, pela pesquisadora Ana Elisa Victor Silva.

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Outubro-Dezembro de 2013

Revista aberta,

organizada pela

Associação Nacional

Instituto Hestia de Ciência e Tecnologia

Revista Citino

Associação Nacional Hestia

Travessa Campo Grande, 138- Bucarein

CEP 89202-202 – Joinville – SC – BRASIL

Fax: 47 4009-9002

e-mail: [email protected]

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CONSELHO EDITORIAL

CORPO EDITORIAL

Prof. Dr. Etney Neves – HESTIA e UNEMAT

Editor

Profª. Luciana Reginato Dias – UFSC

Revisora da redação em Língua Portuguesa

Profª. Judith Abi Rached Cruz – UNEMAT

Revisora da redação em Língua Inglesa

Prof. Marcelo Franco Leão – IFMT e UNEMAT

Assessor de Arte Final em Textos e Ilustrações

Ana Paula Lívero Sampaio – HESTIA

Assessora de Arte Final em Gráficos e Figuras

CONSULTORES EDITORIAIS

Prof. MSc. Adauto Farias Bueno – UFMT

Prof. Dr. Alexandre Mikowski – UFSC

Dra. Claudia Cristiane Camilo – USP

Profa. Dr. Claudia Roberta Gonçalves – IFMT

Prof. MSc. Cristiano José de Andrade – UNICAMP

Eng. Eduardo Soares Gonçalves – UNEMAT

Prof. Dr. Fabrício Schwanz da Silva – UNEMAT

Profa. Dr. Karla Regina Pereira – HESTIA

Prof. MSc. Luciano Matheus Tamiozzo – UNEMAT

Prof. Dr. Luiz Carlos Ferracin – HESTIA

Profa. Dra. Mariana Beraldo Masutti – CPEA

Eng. Osny do Amaral Filho – HESTIA

Prof. MSc. Paulo Sérgio Costa Lino – UNEMAT

Prof. Dr. Rodrigo Tognotti Zauberas – UNIMONTE

Esp. Soraia Cristine Lenzi – HESTIA

Profa MSc. Thereza Cristina Utsunomiya Alves – IFMT

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GLOSSÁRIO

SEÇÃO EMBALAGENS – design e marketing associados à ciência e tecnologia de

materiais para embalagens inovadoras de alimentos, estudo de efeitos protetores da

embalagem ao alimento ou reações químicas do material ou alimento correlacionado

com sua embalagem.

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SUMÁRIO

Pág.

1 - 5

EDITORIAL

ARTIGOS

06 SEÇÃO EMBALAGENS

07 Simulação e Design de uma embalagem cartonada para porção individual

de emulsão de gordura de leite em água

16 Design e Simulação de uma embalagem polimérica termoselada em

atmosfera modificada: PS, manufatura e critérios de acondicionamento de

carne avícola

27

Design e Simulação de uma embalagem inovadora para ovos frescos de

Gallus Gallus Domesticus: material, manufatura e diferenciais de

estocagem para doze e seis unidades

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SEÇÃO EMBALAGENS

PACKAGING SECTION

Pág.

07. SIMULAÇÃO E DESIGN DE UMA EMBALAGEM CARTONADA PARA

PORÇÃO INDIVIDUAL DE EMULSÃO DE GORDURA DE LEITE EM

ÁGUA

16 DESIGN E SIMULAÇÃO DE UMA EMBALAGEM POLIMÉRICA

TERMOSELADA EM ATMOSFERA MODIFICADA: PS,

MANUFATURA E CRITÉRIOS DE ACONDICIONAMENTO DE CARNE

AVÍCOLA

27 DESIGN E SIMULAÇÃO DE UMA EMBALAGEM INOVADORA PARA

OVOS FRESCOS DE GALLUS GALLUS DOMESTICUS: MATERIAL,

MANUFATURA E DIFERENCIAIS DE ESTOCAGEM PARA DOZE E

SEIS UNIDADES

Vol. 3, No. 4, Outubro – Dezembro 2013, Página 7

Vol. 3, No. 3,

Outubro-Dezembro de 2013

ORIGINAL ARTICLE

SIMULATION AND DESIGN OF A CARTON PACK FOR

INDIVIDUAL PORTION OF EMULSION FAT MILK IN WATER

*Joice Maboni Derlan¹ e Etney Neves2,3

¹Acadêmica do curso de Engenharia de Alimentos, UNEMAT – Universidade do Estado de Mato Grosso,

Campus de Barra do Bugres – MT, Brasil. Rua 1, Cohab São Raimundo, CEP 78390-000. 2 Professor Visitante do Departamento de Engenharia de Alimentos, UNEMAT.- Universidade do Estado

de Mato Grosso, Campus Barra do Bugres - MT. 2 Pesquisador Associado a Associação Nacional Instituto Hestia de Ciência e Tecnologia, HESTIA.-

Brasil.

Abstract

Necessary to man since ancient times, the first packs, have emerged in order to contain

and store foods. But it was only in time of War World II, that these have begun to be

commercialized. Carton Packs, are packs developed from several materials, aiming to

achieve the best of each material, and provide a bigger shelf life to the stored product. In

a world becoming more energetic, there is a growing demand for foods that is easy to

use and to prepare, that can be stored for long times. The demand for milk cream is

increasing, which leads to the need to develop an individual package, thus the customer

will not be forced to buy a lot of product, and consumes little. Considering the above,

the objective of this work was the development of a carton pack for an individual

portion of milk cream. The pack suggested in this work has capacity for 20 grams of

product (one tablespoon), consists of a laminate of three components, polypropylene,

metallized polyester and melted polyester. These three layers form a good barrier

against light, gases, moisture and not interact with food. The laminated also have low

manufacturing cost and low thickness. The low thickness facilitates the formation of the

package, because it is small, and the low manufacturing cost is extremely important,

because the pack has a small amount of the product and will be discarded after use. The

material can be recycled, what decreases the impact on the environment and improves

the view that customers have about product. The packing meets standards and needs of

both, companies and customers, besides showing, itself, necessary, because up till now

are no individual packing for milk cream.

Keywords: milk cream, cartonados, laminates.

* [email protected]

Vol. 3, No. 4, Outubro – Dezembro 2013, Página 8

Vol. 3, No. 3,

Outubro-Dezembro de 2013

ARTIGO ORIGINAL

SIMULAÇÃO E DESIGN DE UMA EMBALAGEM CARTONADA

PARA PORÇÃO INDIVIDUAL DE EMULSÃO

DE GORDURA DE LEITE EM ÁGUA

*Joice Maboni Derlan¹ e Etney Neves2,3

¹Acadêmica do curso de Engenharia de Alimentos, UNEMAT – Universidade do Estado de Mato Grosso,

Campus de Barra do Bugres – MT, Brasil. Rua 1, Cohab São Raimundo, CEP 78390-000. 2 Professor Visitante do Departamento de Engenharia de Alimentos, UNEMAT.- Universidade do Estado

de Mato Grosso, Campus Barra do Bugres - MT. 2 Pesquisador Associado a Associação Nacional Instituto Hestia de Ciência e Tecnologia, HESTIA.-

Brasil.

Resumo

Cartonadas são embalagens desenvolvidas a partir de vários materiais, formando um

compósito laminado que soma as propriedades de cada material individual. Este

material de embalagens apresenta características protetivas e de armazenamento

diferenciadas. É crescente a procura por alimentos de fácil uso e preparo, e que possam

ser armazenados por longos períodos. A demanda por creme de leite, e sua degradação

rápida, gera a necessidade do desenvolvimento de uma embalagem individual, assim o

consumidor não será obrigado a comprar uma grande quantidade de produto. O objetivo

deste estudo foi o desenvolvimento de uma embalagem cartonada, para creme de leite

com uma porção individual. A embalagem proposta tem a capacidade para 20 gramas de

produto (uma colher de sopa). É composta por um laminado de três componentes,

polipropileno, poliéster metalizado e poliéster fundido. Essas três camadas formam uma

boa barreira contra luz, gases, umidade e não interagem com o alimento. O laminado

também possui uma pequena espessura. A pequena espessura facilita a formação da

embalagem. O material pode ser reciclado, o que diminui seu impacto sobre o ambiente

e melhora a visão que os consumidores terão do produto. A embalagem atende aos

padrões e necessidades, tanto de empresas como de consumidores, além de se mostrar

necessária, já que até o momento não existem embalagens individuais para creme de

leite.

Palavras-chaves: creme de leite, cartonados, laminados.

1. Introdução

As primeiras embalagens criadas pelo homem eram extremamente rústicas, e se

resumiam a cascas de castanhas ou de coco, conchas e outros recipientes naturais. Após

* [email protected]

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algum tempo, começaram as ser confeccionadas tigelas de madeira, cestas de fibras de

plantas, potes de barro. Durante a Segunda Guerra Mundial a escassez de alimentos

preocupava a população, e a preocupação em preservar alimentos se tornou aguda. 1

Devido a essa necessidade, começaram a ser desenvolvidos vários tipos de embalagens

modernas, como, por exemplo, os enlatados, garrafas de vidro e os cartonados. Em 1952

foi comercializada pela Tetra Pak, a primeira embalagem cartonada em formato

tetraedro, criada por Ruben Rausing. O primeiro produto a ser embalado foi o creme de

leite e três anos depois começaram a acondicionar leite pasteurizado. A embalagem

conhecida atualmente, utilizada em leite longa vida, só seria confeccionada em 1961,

esta uniu os conceitos de ultrapasteurização e embalagem asséptica, criando a

embalagem que protegeria o leite, sem necessidade de conservantes e refrigeração. 2

As embalagens cartonadas tetra-brik, são classificadas como embalagens flexíveis.

Possui seis camadas em sua composição. Dessas camadas 75% é papel, 20% é

polietileno e 5% alumínio. O papel serve como barreira de choques mecânicos e

também para receber a impressão do rótulo. O polietileno protege o alimento contra a

umidade, e evita que o mesmo entre em contato com o alumínio. O alumínio por sua

vez, cria uma barreira contra a luz e o oxigênio. Esta é uma embalagem muito eficiente,

protegendo o alimento do ataque de microrganismos, e o preservando durante meses. 3

A emulsão de gordura em água, ou como mais utilizado por consumidor, o “creme de

leite” é um desses alimentos, que geralmente é disponibilizado em embalagens contendo

aproximadamente 200 gramas de produto. 4 Como na maioria dos casos o produto não é

consumido em uma só vez, sendo então armazenado aberto e perdendo sua qualidade, o

presente estudo tem como objetivo o desenvolvimento de uma embalagem cartonada,

para creme de leite com uma porção individual, utilizando uma combinação de

materiais, para formar um cartonado com menor custo e espessura.

2. Sobre o material a ser embalado

Entende-se por creme de leite, o produto lácteo, relativamente rico em gordura

retirada do leite, por procedimento tecnologicamente adequado, esta pasta é uma

emulsão de gordura em água. 5

A demanda de creme de leite UHT é crescente, tendo isto em vista, empresas

procuram atender as necessidades dos clientes, além de obtenção de lucros. O creme de

leite, com alto teor de gordura, é utilizado no preparo de doces e sobremesas, sendo

considerado como fonte concentrada de energia e responsável pelo transporte das

vitaminas lipossolúveis, além de conferir sabor aos alimentos, melhorar a aparência e

textura, do alimento em que é adicionado. 6,7

Por se tratar de um produto altamente perecível, o creme de leite necessita de

processos industriais, que auxilie na sua preservação, sendo alguns destes, a

pasteurização, apertização ou o tratamento UHT. No caso do processo UHT, o produto é

esterilizado, a embalagem é esterilizada por imersão em peróxido de hidrogênio, e as

condições de envasamento e selagem acontecem em ambiente estéril. Estes fatores,

associados a um material de embalagem eficiente, podem conservar os alimentos por

meses, sem a necessidade de refrigeração. 8

2.1. Design da embalagem

Como pode ser observado na Figura 1, a embalagem proposta, possui 200

milímetros de largura, 300 milímetros de comprimento inferior, 400 milímetros de

comprimento superior e 500 milímetros de altura. A base inferior possui as abas

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dobradas, e soldadas a própria base, possibilitando o equilíbrio do produto sobre uma

superfície. A parte superior da embalagem possui uma solda, em formato de aba, com

cerca de 5 milímetros, o que afasta a abertura rápida das extremidades da embalagem. O

formato em triangulo, nas laterais, facilita a retirada do produto do interior da

embalagem, onde a parte inferior com a maior superfície é logicamente a região que

será pressiona, sendo o alimento direcionado a abertura rápida, pelas próprias

superfícies da embalagem. O interior da embalagem comporta 20 gramas de produto,

deixando na parte superior, o espaço de ‘cabeça’, útil no momento de abertura, para que

o produto não transborde quando for aberto.

Na Figura 1a, pode ser observado a vista frontal da embalagem, e a abertura

rápida da mesma. Na Figura 1b, se observa a vista superior da embalagem, expondo a

inclinação das superfícies da embalagem, bem como uma menor área em relação a base,

apresentada na Figura 1c, que apresenta também as soldas realizadas. Na Figura 1d,

podemos observar o produto, na maneira como será disposto em uma prateira, posto

sobre uma superfície plana.

Figura 1. Dimensões da embalagem primaria, com porção individual de

emulsão de gordura de leite em agua. (a) vista frontal, (b) vista superior,

(c) vista inferior, (d) embalagem sobre uma superfície de exposição.

2.2. Sobre o material da embalagem

Quando se trata de embalagem, vários materiais podem ser combinados para

melhorar as propriedades de barreira contra choques mecânicos, ou para permitir o

fechamento pelo calor. Cada empresa que trabalha com cartonados, detém uma patente,

onde utiliza camadas de diferentes materiais para a formação da embalagem. No caso da

empresa Tetra-pack, as camadas de material de fora para dentro, são as seguinte:

Polietileno, tinta para impressão, duas camadas de papel, polietileno, folha de alumínio

e por fim duas camadas de polietileno. Todas essas camadas geram uma espessura de

aproximadamente 0,25 milímetros. Para a laminação dessas camadas, o método mais

versátil é a laminação adesiva, na qual inicialmente um adesivo é aplicado na superfície

de um filme e seco, em seguida outro filme é unido a ele por pressão, utilizando

passagem por rolos. Adesivos sintéticos são, em sua maioria, dispersões aquosas ou

suspensões de acetato de polivinila com outros compostos. 9,10,11

A espessura do cartonado tetra-brik pode ser apropriada para quantidades

superiores a 100 mililitros, mas como neste caso a embalagem deve possuir um volume

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bem menor, tornou-se necessário a utilização de uma combinação de materiais, que

gerasse um baixo custo, diminuição na espessura e ainda assim preservassem as

propriedades da emulsão. A solução encontrada foi a utilização da patente

US20020110656 A1. 12 Esta patente foi baseada na embalagem tradicional, mas possui

três camadas:

• Uma camada de poliéster metalizado, proporciona uma função de

barreira de gás, óleos, umidade, odores e luz. Na embalagem da Tetra-brik essa

função é realizada pelo alumínio.

• Na parte externa é adicionada uma camada de poliéster.

• E na parte interna uma camada de polipropileno é fundida.

O poliéster é um material plástico originado da condensação entre diácido ou seu

anidrido. Quanto as vantagens da embalagem, esta possui oitenta vezes mais, a

capacidade de reter oxigênio, é quatro vezes mais resistente, além de possuir

estabilidade na temperatura de trabalho até 150 ºC. Através de vários estudos foi obtido

um novo tipo de poliéster (poliéster metalizado), com maior resistência mecânica,

permitindo que a embalagem suporte impactos. Este novo material tem sido muito

utilizado no lugar dos laminados de alumínio, nas embalagens cartonadas. Já o

polipropileno pertence a família poliolefínica dos plásticos, sendo originado da

polimerização do propileno. Possui brilho e transparência, e sua barreira contra umidade

e oxigênio é melhor que a do polietileno. 11,13,14,15

O material cartonado selecionado responde às necessidades da nova embalagem,

proporcionando um material de folha flexível, que elimina os materiais de revestimento

especiais, tais como óxido de alumínio e de vidro. As camadas são laminadas uma à

outra, usando solventes ou adesivos de laminação. Esse cartonado também proporciona

vantagens distintas nos custos de materiais e de manufatura em relação ao material da

embalagem Tetra-brik. O laminado de três camadas tem uma espessura total de cerca de

0,06 a 0,15 milímetros. Por se tratar de uma embalagem individual descartável, a

economia com material e pequenas espessuras que possibilitem uma maior

flexibilidade, são de extrema importância. 12

O laminado utilizado no sistema de abertura rápido, é composto por alumínio e

uma camada interior de polietileno, que evitará a contaminação no alimento por Al ou

Al2O3.

2.3. Sobre a manufatura

A seguir é descrito o processo de manufatura de embalagens, confeccionadas a

partir de cartonados: a empresa responsável por envasar o produto, pode optar por

receber a embalagem com as devidas soldas já feitas, deixando apenas a última solda

para ser realizada após o enchimento. Essa opção garante maior segurança das soldas, já

que estas terão tempo o suficiente para esfriarem e se tornarem mais resistentes. Mas

como ponto negativo, a pré-embalagem ocupa muito espaço na hora da logística, devido

aos espaços com ar. Se a empresa optar por montar a embalagem no local de envase,

esta receberá grandes bobinas de cartonado, que são confeccionadas pela empresa

fabricante. Quanto à manufatura das bobinas de laminado, os diversos materiais que

formam o cartonado (poliéster metalizado, poliéster e polipropileto), são unidos um ao

outro com camadas adesivas. As camadas de adesivo podem compreender qualquer

adesivo de laminação à base de solvente ou dissolvente, aprovado para utilização em

embalagens para alimentos. Em seguida, passam por rolos que geram pressão sobre as

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laminas, e desta forma elas se unem formando um laminado multicamadas. No caso de

haver impressões na embalagem, estas devem ser feitas na parte interior do poliéster,

assim a impressão fica protegida pela camada de poliéster. 9,11,14,15 Com as laminas já

formadas, são desenhadas os moldes, sendo então achatado, sulcado e dobrado, para

formar a caixa de cartonado. Os moldes devem ser ajustados, tanto quanto o possível no

laminado, visando minimizar desperdício de material. Materiais termoplásticos quando

aquecidos, se tornam fluídos, e se ressolidificam ao resfriarem. No sistema de

formação-enchimento-fechamento (FEFH), inicialmente um rolo do material é

esterilizado em banho de peroxido de hidrogênio e moldado em um tubo vertical. Um

aquecedor interno é responsável por evaporar o peroxido de hidrogênio, para que não

restem vestígios do produto no alimento. Nesse equipamento, a primeira solda

(transversal), é realizada por selador rotativo. Essas máquinas alcançam envase superior

a 600 unidades por minuto, por isso é importante que o material seja fino, mas com alta

resistência, produzindo soldas apropriadas. Depois de a solda ter selado a extensão da

embalagem, e moldado em forma de caixote, a solda inferior é realizada da mesma

forma que a transversal. O enchimento é horizontal, com alimentação pelo tubo que deu

forma a embalagem. Após o enchimento é realizada a solda superior e as ‘orelhas’

inferiores da embalagem são achatadas e seladas na própria base. Na parte superior, as

rebarbas são mantidas, apenas como uma borda fina. 9,11

Quanto ao sistema de abertura rápida, este já é manufaturado pela empresa

responsável pela laminação.

2.4. Sobre a estocagem

Quando a embalagem primaria, que contém o alimento, sai da linha de produção,

esta vai para um embalagem secundária, com capacidade de 36 unidades. Por se tratar

de uma embalagem triangular, o espaço livre é ocupado por embalagens, conforme na

Figura 2. Na Figura 3, a embalagem secundária pode ser observada em seu exterior,

sendo que a parte superior pode ser retirada da parte inferior, servindo como expositor

da embalagem primaria.

Figura 2. Acomodação das embalagens primárias, dentro de uma

embalagem secundaria, bem como as dimensões da embalagem

secundaria.

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Figura 3. Acomodação das embalagens primárias, dentro de uma embalagem

secundaria, que serve também como expositor, da embalagem primaria.

Essa embalagem secundaria para não ocupar grande espaço, pode ser confeccionada de

cartolina, que possui boa resistência a pequenos volumes e pequena espessura, as

dimensões da embalagem secundaria podem ser observadas na Tabela 1.

De acordo com a Associação Brasileira dos Supermercados, as dimensões de paletes

devem obedecer a seguinte norma: 1000 mm de largura, 1200 mm de comprimento e

148 mm de altura em relação ao solo. As dimensões escolhidas para as embalagens

primarias e secundarias, otimizam a utilização do espaço do palete. 16

Tabela 1 – Valores de altura, comprimento, largura e capacidade das embalagens primária,

secundária, terciária e do palete.

Dimensões Altura Comprimento Largura Capacidade

Embalagem primaria 50 mm 30 mm 20 mm 20 g

Embalagem

secundaria

50 mm 181,45 mm 110 mm 1000 g

Embalagem terciaria 55 mm 370 mm 330 mm 6000 g

Palete 2220 mm 1200 mm 1000 mm 2073600g

Agrupagens:

Quantidade de embalagens primarias por embalagens secundarias: 36

Quantidade de embalagens secundarias por embalagens terciarias: 6

Quantidade de embalagens terciarias por camada: 12

Quantidade de camadas: 40

Quantidade de embalagens primarias por Palete: 103680 unidades

Na estocagem não é necessário a utilização do frio, já que a embalagem possui

as mesmas características de conversação de uma embalagem tetra-brik.

2.5. Sobre a reciclagem

No decorrer da história da humanidade, a tecnologia se desenvolveu muito, ao

passo que o crescimento populacional impôs uma pressão de consumo sobre o meio

ambiente. Os recursos naturais foram explorados sem respeitar os limites do

ecossistema, uma sociedade tão consumista resultou em grande quantidade de lixo. O

destino de todo esse lixo, gera preocupações, pois o modelo social atual não prevê uma

parada do crescimento e o controle do consumo, e portanto os resíduos precisam ter um

destino que não inviabilize as futuras gerações. O lixo, ou resíduos sólidos, podem ser

tratados das seguintes maneiras: redução da produção de resíduos, reciclagem de

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resíduos, incineração para aproveitamento de energia ou disposição em aterros

sanitários controlados. 17

A embalagem cartonada é diferente das demais, pois se trata de uma embalagem

com multicamadas, possui um grande consumo e seu tratamento pós-consumo era um

desafio tecnológico. Isso fez que por anos carregasse o estigma de “agressora do meio

ambiente”. Estas embalagens não devem ser levadas aos aterros, e nem geram muita

energia quando incinerada. A maneira encontrada para seu destino após uso, foi a

reciclagem. 18 A reciclagem pode ocorrer de duas formas: separando os diferente tipos

de materiais, ou por prensagem. A prensagem transforma as embalagens em

compensados para fabricação de lixeiras, bancos e outros utensílios. Já na reciclagem, é

necessária a agitação e utilização de agentes químicos, sem utilização de calor, pois

resultaria em um gasto de energia que inviabilizaria o processo. Depois de separados, os

materiais podem ser utilizados na fabricação de outros utensílios, como cabides e

armações para óculos. 18

3. Conclusão

O laminado de três camadas, possui uma espessura inferior, comparado com as

embalagens tetra-brik. A quantidade de material e camadas utilizadas é inferior em

quantidade. Mesmo diminuindo a quantidade de camadas, o material mantém da mesma

forma as propriedades para proteger a emulsão de gordura de leite em água. A nova

embalagem possui menores custos de produção, quando confeccionada com a nova

patente, e não com o cartonado tradicional da tetra brik. Este estudo é um indicativo de

solução, que é possível suprir a demanda por produtos individuais, atendendo a uma

necessidade do consumir, levantes os nutrientes necessários ao cidadão, com vistas de

geração de riquezas e lucros à empresa fornecedora, com impactos aceitais e

remediáveis ao meio ambiente.

4. Referências bibliográficas

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mestrado: Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre 2001.

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Universidade Federal do Espírito Santo – UFES, Pró-Reitoria de Extensão - P r o g r a

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[12]BENSUR, F.; US pat.20020110656 A1 2001. (CA2356107A1 , CA2356107C ,

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Para Alimentos Processados Termicamente. B.CEPPA: Curitiba, v. 28, n. 2, p. 255-

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dodesenvolvimento de projetos de embalagem. São Paulo: Novatec, 2008. p.288.

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Celulose & Papel, v. 62, p. 27-29, 1998.

Vol. 3, No. 4, Outubro – Dezembro 2013, Página 16

Vol. 3, No. 3,

Outubro-Dezembro de 2013

ORIGINAL ARTICLE

DESIGN AND SIMULATION OF A POLYMER PACKAGING

HEAT SEALED IN MODIFIED ATMOSPHERE: PS,

MANUFACTURE AND CRITERIA FOR

PACKAGING OF POULTRY MEAT

*Evelyn Morgana de Araújo Telline¹ e Etney Neves2,3

¹ Departamento de Engenharia de Alimentos, Universidade do Estado de Mato Grosso (MT), Brasil,

Campus Barra do Bugres, Brasil. Rua Florianópolis, JD Elite II, CEP 78390000. 2 Professor Visitante do Departamento de Engenharia de Alimentos, UNEMAT.- Universidade do Estado

de Mato Grosso, Campus Barra do Bugres - MT.3 Pesquisador Associado a Associação Nacional Instituto

Hestia de Ciência e Tecnologia, HESTIA.- Brasil.

Abstract

The chicken has a white colored meat and it is rich in iron, proteins, amino acids and others.

Several cuts can be obtained from chicken carcasses, such as drumstick and thigh, chest and

breast fillet, wing, drumstick of the wing as well as the entire carcass. The Brazilian poultry

production is among the three largest in the world, and its consumption is prevalent in

industrialized form. For this it is necessary a packaging and its most modern form involves

modified atmosphere, thermosealing with plastic films. This kind of packaging allows the

marketing of high quality products, and it increases the commercial shelf-life. One of the

most commonly used plastics for food packaging is polystyrene, whose expanded form,

known as "styrofoam" is more commonly used in slaughterhouse packaging. The polystyrene

tray fits all the requirements of the food industry. The process of obtaining the expanded

polystyrene occurs in three phases: expansion, intermediate storage and molding. One of the

most common processes of molding is thermoforming, which allows for a wide range of

thickness from thin for foods as well as thick to interior for fridges. Among the various modes

of existing thermoforming, the vacuum thermoforming system with positive mold was

chosen. The suggested packaging presents a modern and innovative designer for Brazilian

market trays and the storing of products that are derived from meat at the supermarket.

Keywords: thermoforming, expanded polystyrene, tray, polymer.

* [email protected]

Vol. 3, No. 4, Outubro – Dezembro 2013, Página 17

Vol. 3, No. 3,

Outubro-Dezembro de 2013

ARTIGO ORIGINAL

DESIGN E SIMULAÇÃO DE UMA EMBALAGEM POLIMÉRICA

TERMOSELADA EM ATMOSFERA MODIFICADA: PS,

MANUFATURA E CRITÉRIOS DE ACONDICIONAMENTO DE

CARNE AVÍCOLA

*Evelyn Morgana de Araújo Telline¹ e Etney Neves2,3

¹ Departamento de Engenharia de Alimentos, Universidade do Estado de Mato Grosso (MT), Brasil,

Campus Barra do Bugres, Brasil. Rua Florianópolis, JD Elite II, CEP 78390000. 2 Professor Visitante do Departamento de Engenharia de Alimentos, UNEMAT.- Universidade do Estado

de Mato Grosso, Campus Barra do Bugres - MT.3 Pesquisador Associado a Associação Nacional

Instituto Hestia de Ciência e Tecnologia, HESTIA.- Brasil.

Resumo

O frango possui carne de coloração branca, é rico em ferro, proteínas, aminoácidos entre

outros. Vários cortes podem ser obtidos a partir das carcaças de frango, tais como: coxa

e sobrecoxa, peito e filé de peito, asa, coxinha da asa. A produção brasileira de frango

está entre as três maiores do mundo, sendo seu consumo predominante na forma

industrializada. Nesta via é necessário o uso de embalagens, sendo a forma mais

moderna a que envolve atmosfera modificada, termoselada com filmes plásticos. Este

tipo de embalagem possibilita a comercialização de produtos de elevada qualidade, com

prazos de validades estendidos. Entre os polímeros mais usados para embalar alimentos,

se encontra o poliestireno expandido (EPS). Este material, é usado com sucesso nas

embalagens frigoríficas. A bandeja de EPS atende todas as exigências do setor

alimentício. Um dos processos mais comum de moldagem é a termoformagem, que

permite obter uma ampla gama de espessuras dos componentes. Entre os vários modos

de termoformagem existentes, se optou pelo sistema de termoformagem há vácuo com

molde positivo. A embalagem apresenta um designer moderno e inovador para o

mercado brasileiro de bandejas, especialmente projetada para o acondicionamento

industrial de produtos cárneos.

Palavras-chaves: termoformagem, poliestireno expandido, bandeja, polímero.1

1. Introdução

As embalagens são as novas formas de comunicação com o consumidor, mesmo

antes deste usar o produto. Se pode afirmar que “a embalagem deixou de ser parte, para

ser o produto”. 1, 2

* [email protected]

Vol. 3, No. 4, Outubro – Dezembro 2013, Página 18

A aplicação mais comum de embalagem, no Brasil, para carnes avícolas no

varejo, é a de filmes poliméricos esticáveis de elevada permeabilidade a gases. Por

outro lado, existem também as embalagens a vácuo, e as de atmosfera modificada. 3

Polímeros podem ser definidos como compostos de alto peso molecular, com

estruturas formadas pela repetição de unidades químicas relativamente simples. São

classificados como naturais ou sintéticos, produzidos a partir da polimerização de

unidades químicas denominadas monômeros. 4

No campo das embalagens, os polímeros substituíram em muitas aplicações a

madeira, o vidro, a folha de flandres, o alumínio, o papel, e o papelão. Dentre os

polímeros mais utilizado para embalar alimentos, se destacam o polietileno (PE), o

polipropileno (PP), o policloreto de vinila (PVC), o polietileno tereftalato (PET), a

poliamida (nylon) e o poliestireno (PS). 5

O poliestireno extendido (EPS), comercialmente conhecido como “Isopor”, é

muito utilizado para produção das embalagens de alimentos. As bandejas de

poliestireno expandido atendem, a todas as exigências do setor alimentício. 5

As carnes de aves, de acordo com o Departamento de Inspeção de Produtos de

Origem Animal (DIPOA), correspondem às obtidas de aves domésticas de criação. Um

destes animais é o frango. A sua carne possui coloração branca, rica em ferro,

apresentando alto teor de proteínas, aminoácidos, lipídios, vitaminas e minerais que

variam de acordo com a raça, idade e condições higiênicas do animal. 5

As embalagens com atmosferas modificadas apresentam inúmeras vantagens,

como a conservação da cor, do aroma e do frescor do alimento. Com consequência, se

eleva a qualidade dos produtos, através de uma padrão de apresentação melhor

associado ao aumento do prazo de validade comercial. 7

O presente artigo estuda as principais características dos polímeros, com ênfase

no poliestireno expandido (EPS), o processo de manufatura de bandejas, as embalagem

em atmosfera modificada, e propõem uma inovação no designer das bandejas, que

permite fracionar em porções o alimento.

2. Polímeros

Os plásticos são polímeros orgânicos formados basicamente por carbono,

hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, cloro e flúor. Os polímeros podem ser definidos como

compostos de alto peso molecular, cuja estrutura é formada pela repetição de unidades

químicas relativamente simples. Podem ser naturais ou sintéticos, produzidos a partir da

polimerização de unidades denominadas monômeros. 4, 8

Os monômeros podem ser de origem animal e mineral, polimerizados por

reações de adição (por suspensão, em solução, em massa) ou condensação. O processo

de polimerização é uma reação de síntese, com controle de calor, pressão, e presença de

catalisadores, gerando tendo com resultado uma molécula de elevado peso molecular.

No campo das embalagens, os polímeros substituiram em muitas aplicações a

madeira, o vidro, a folha de flandres, o alumínio, o papel, e o papelão. Entre os plásticos

mais usados para embalar alimentos, encontram-se o polietileno (PE), o polipropileno

(PP), o policloreto de vinila (PVC), o polietileno tereftalato (PET), a poliamida (nylon)

e o poliestireno (PS) 5.

3. Poliestireno Expandido (EPS)

O monômero estireno, hidrocarboneto aromático de fórmula C6H5 – CH = CH2,

(Figura 1), foi descoberto em 1839 pelo farmacêutico alemão Eduard Simon, que o

destilou a partir de uma resina vegetal, e o denominou de “estirol”. Só em 1920, o

Vol. 3, No. 4, Outubro – Dezembro 2013, Página 19

químico alemão Hermann Staudinger percebeu que a resina obtida por Simon era

constituída por moléculas em forma de longas cadeias. Foi então que Staudinger criou o

conceito de moléculas gigantes, criando o nome “macromoléculas” e postulando então

que o PS era um aglomerado de cadeias de estireno, de elevada massa molar. 9

O poliestireno (PS), também conhecido como poliestiroleno, é um polímero

obtido da polimerização do estireno, Figura 1. É um produto derivado do petróleo. O PS

pertence ao grupo das resinas termoplásticas, que apresentam um comportamento

reversível sob a ação do calor, que quando aquecidos amolecem. São portanto diferentes

dos termofixos ou termorrígidos, que endurecem de forma irreversível sob a ação do

calor. 10, 11

Figura 1. Ilustração da reação de polimerização de monômero de estireno. Fonte:

JACQUES (2010).

O grau de pureza do estireno deve ser maior que 99,6%, porque os

contaminantes oriundos do seu processo de produção (sendo os principais: etilbenzeno,

cumeno e xileno) afetam o peso molecular do poliestireno, sendo esta uma das

principais especificações a serem atendidas durante a produção. 12

A polimerização do estireno, para originar o poliestireno, acontece através de

dois processos: polimerização contínua em massa ou em suspenção. São encontrados

três tipos de PS: de uso geral (PS-GP), de alto impacto (PS-HI) e expandido (EPS). 13

Suas principais vantagens residem no fato de ser facilmente processado (por extrusão,

moldagem, por injeção ou por termo moldagem), sendo seu baixo custo outra vantagem

assimilável. Além disso, possui moderada resistência aos produtos químicos, é incolor,

sem sabor, e apresenta absorção de água reduzida. 10

Uma análise marketing especializada, revelou que as bandejas de EPS utilizadas

nas embalagens de alimentos congelados ou refrigerados, quando foram lançadas,

provocaram uma grande reestruturação nos pontos de vendas dos grandes varejistas. 5

O poliestireno expandido tem como sigla internacional EPS (Expanded

Polystyrene), sendo mais conhecido como “Isopor®”, marca registrada da Knauf Isopor

Ltda, e é atualmente o polímero base para manufatura das embalagens no formato de

bandejas. 5,12

4. Carne de frango processada

A carne de aves, de acordo com o Departamento de Inspeção de Produtos de

Origem Animal (DIPOA), corresponde às obtidas de aves domésticas de criação. O

frango possui carne de coloração branca, e fornece nutrientes indispensáveis para dietas

equilibradas.

Monômero de estireno Polimerização

Vol. 3, No. 4, Outubro – Dezembro 2013, Página 20

A carne de frango possui alto teor de proteínas de boa qualidade, é rica em ferro,

lipídios, vitaminas, aminoácidos e minerais. A composição da carne varia de acordo

com a raça, idade e condições higiênicas do animal. 14

A avicultura brasileira tem apresentado altos índices de crescimento. Seu bem

principal, o frango, conquistou os mais exigentes mercados. Em 2011 a produção

brasileira atingiu a marca histórica de 13,058 milhões de toneladas, garantindo ao Brasil

uma posição entre os três maiores produtores mundiais de carne de frango, com Estados

Unidos e China. 15 A carne de frango tem destaque na região sul, sendo os estados do

Paraná e Rio Grande do Sul os principais fornecedores. A região Centro-Oeste, por ser

grande produtora de grãos, vem crescendo no setor e recebendo novos investimentos.

Fatores como qualidade, sanidade e preço contribuíram para aperfeiçoar a produtividade

no setor. A taxa de crescimento anual, da produção da carne de frango, deve alcançar

4,22%. Nas exportações, com uma expansão estimada em 5,62% ao ano, o Brasil deverá

continuar na liderança mundial. 6, 17 Esses dados têm levado a indústria de alimentos, a

uma análise dos métodos a serem utilizados na conservação da carne de frango, tanto a

destinada ao mercado interno quanto ao externo. Isso impulsionou uma nova tendência

de substituir métodos de conservação tradicionais, que alteram física e quimicamente os

alimentos, por procedimentos menos severos, dentre os quais se destacam novas

tecnologias de processamento e acondicionamento, como exemplo, a Embalagem em

Atmosfera Modificada (EAM). 7, 18

Vários cortes podem ser obtidos a partir das carcaças de frango, tais como: coxa

e sobrecoxa, peito e filé de peito, asa e coxinha da asa. Também são produtos os

miúdos, como fígado, coração, moela, pés e pescoços. Como subprodutos temos como

exemplo o CMS, proveniente de dorsos, pescoços, ossos da coxa, caixa torácica e

produtos lesionados, cujos valores alimentares são menores. O CMS serve para

fabricação de industrializados como mortadela e salsicha. Além disso, há resíduos

ósseos que são tradicionalmente transformados em farinha para alimentação animal. 11

5. Embalagem em Atmosfera Modificada (EAM)

A utilização da tecnologia da EAM, embora não seja tão recente, passou a ser

considerada a partir do desenvolvimento de embalagens mais adequadas a este tipo de

tecnologia. Apresenta inúmeras vantagens, tais como: possibilidade de comercialização

de produtos de elevada qualidade, sem conservantes, com manutenção da cor, do aroma

e do frescor dos alimentos. Isso é traduzido em uma melhor apresentação do produto,

com um prazo de validade também estendido. 14

A embalagem em atmosfera modificada (EAM) é caracterizada por um processo

que substitui o ar no interior da embalagem, por uma mistura de gases como oxigênio

(O2), dióxido de carbono (CO2) e nitrogênio (N2). O método de conservação de

alimentos por esta via, deriva do efeito inibitório do CO2 sobre os diferentes tipos

microbianos, e à redução ou remoção do O2 do interior da embalagem. 19, 20 Esta

tecnologia tem sido bem sucedida, pois favorece a qualidade e frescura do produto por

tempos longos até a comercialização. 7

6. Processo de Manufatura do Poliestireno Expandido (EPS)

O processo de obtenção do poliestireno expandido ocorre em três etapas: a pré-

expansão, o armazenamento intermediário e a moldagem. A pré-expansão compreende,

em uma primeira fase, num expansor através de aquecimento por contato com vapor de

água, que incha o poliestireno para um volume cerca de 50 vezes maior que o original.

Vol. 3, No. 4, Outubro – Dezembro 2013, Página 21

Resulta em um granulado de partículas, composta por pequenas células fechadas, que

são armazenados para estabilização, fase na qual o granulado perde calor criando uma

depressão no interior das células. No decorrer desta etapa, o espaço dentro das células é

preenchido pelo ar circundante. O estabilizado então é introduzido em moldes, e

novamente exposto a vapor de água, o que provoca a soldura do mesmo. Assim obtém-

se um material expandido, que é inflexível e que contém uma grande quantidade de ar.

Se produzem blocos de isopor em grandes moldes paralelepipédicos, para

fabricar peças moldadas, o granulado é insuflado para dentro de moldes com a

conformação das peças pretendidas, como pode ser observado na Figura 2. 12, 21, 22

Figura 2. Processo de produção do poliestireno a partir da água, estireno, pentano e óleo de

petróleo. Posterior a utilização da matéria prima (poliestireno) para a produção do

poliestireno expandido, que ocorre em três etapas: (1) pré expansão, (2) envelhecimento

intermediário em silos e (3) expansão, que recebe formas de painéis ou peças moldadas.

Fonte: JACQUES (2010).

6.1. Processo de Produção das Bandejas de EPS pelo Processo de Termoformagem

O poliestireno expandido, após fabricado, é submetido ao processo de

termoformagem para dar forma ao produto. A termoformagem é empregada em larga

escala na indústria de embalagens e descartáveis, É o processo pelo qual são obtidas

peças moldadas, a partir de chapas planas previamente produzidas. Estas chapas são

temporariamente amolecidas por ação de calor, e logo após forçadas a envolver a

superfície de um molde com a forma da peça requerida. Após o resfriamento sobre o

molde, o produto é extraído e as sobras laterais aparadas. 8

A termoformagem pode atingir uma ampla gama de espessuras, desde as

medidas finas utilizadas em embalagens de alimentos, até lâminas mais grossas

utilizadas na fabricação de interiores de geladeiras. O tamanho, molde e o tipo de peça

determinam a técnica de termoformagem e o equipamento a ser utilizado. 23

Vol. 3, No. 4, Outubro – Dezembro 2013, Página 22

A bobina contendo o poliestireno expandido passa por uma esteira, onde é

transportado para um aquecedor, e em seguida para uma prensa onde sofre a moldagem

propriamente dita.

Existem vários modos de se efetuar termoformagem, tais como: conformação a

vácuo com molde negativo, conformação a vácuo com molde positivo, e conformação a

ar comprimido.

Neste trabalho optamos pelo sistema de termoformagem a vácuo com molde

positivo. A Figura 3, apresenta um modelo do processo de termoformagem com as

etapas necessárias para obtenção produto final.

Figura 3. Etapas do processo de moldagem a vácuo positiva: (a) a

borda da folha de plástico é prensada contra o molde, (b) a folha

plástica é amolecida por aquecimento e o macho é levantado, e (c)

o ar entre o macho e a folha é evacuado. Fonte: SORS, 2002.

Com este processo pode se obter peças, com profundidade idêntica a largura.

Porém, a base desses componentes tendem a serem mais espessas que as laterais. Para

conseguir peças com espessura uniformes, se pode modificar o processo injetando ar

entre o macho e a folha de plástico, antes da extração deste macho. 24 A chapa assim

tratada, sofre melhor aderência ao macho.

Um conjunto de fatores técnicos, considerando o material e sua

processabilidade, motivou a seleção do EPS para o projeto da embalagem deste estudo.

Vol. 3, No. 4, Outubro – Dezembro 2013, Página 23

7. Simulação e design da nova embalagem

O design é o elemento integrador do processo atuando em todas as fases do

estudo, desde a concepção industrial da embalagem, até a relação dela com o

consumidor.

A embalagem sugerida, Figura 4, apresenta um designer moderno, para o

mercado brasileiro de bandejas e acondicionamentos de produtos de carne avícola em

supermercados.

As bandejas passam por um processo de termoselagem, o qual é fundamental

neste tipo de embalagem, pois ao garantir a adesão de um filme plástico impermeável à

bandeja, garantirá que a atmosfera modificada seja retida ao alimento. Fator

indispensável, para manter a preservação do alimento. O filme de LDPE (polietileno de

baixo densidade), utilizado para termoselagem, é indicado para este cado, sendo

totalmente atóxico e inerte.

Figura 4. Embalagem poliestireno, acoplada em conjunto de duas bandejas, com

uma faixa vermelha indicando o ponto de fracionamento. Fonte: Autor.

A embalagem foi proposta num conjunto de duas bandejas acopladas, o que

permite ao consumidor separar o produto em porção menor. O fracionamento do

produto contribui para o armazenamento e descongelamento.

As dimensões da embalagem 242,7 x 190 x 33 mm (Figura 5), são adequadas

para acondicionamentos de 0,5 kg em cada parte da bandeja, armazenando assim 1kg de

frango.

Vol. 3, No. 4, Outubro – Dezembro 2013, Página 24

(a)

(b)

Figura 5. Embalagem com dimensões (A) topo (B) laterais. Fonte: Autor.

A fita vermelha indica e direciona o ponto de quebra da bandeja, auxiliando o

consumidor a fazer a quebra e evitando que frature a bandeja Figura 6.

.

Figura 6. Vizualização do ponto de quebra da embalagem, indicado pela

faixa vermelha. Fonte: Autor.

Vol. 3, No. 4, Outubro – Dezembro 2013, Página 25

8. Conclusão

O design do projeto para embalagem apresentado é moderno e inovador, e

atende todas as exigências requeridas do mercado, como proteção, conservação,

informação, conveniência na utilização e maquinabilidade. O processo de termoselagem

em atmosfera modificada protege contra a contaminação e as condições climáticas,

consequentemente elevando o tempo de conservação do alimento. Este tipo de

embalagem é de fácil manuseio, tem um custo aceitável e já praticado no mercado, é

descartável e reciclável.

A possibilidade de fracionamento como inovação da bandeja, versatilidade seu

uso e soluciona um velho problema dos alimentos congelados em bloco único,

sobretudo para os consumidores que não desejarem consumir todo o alimento de uma só

vez. Pode ser destacado, que o projeto é fator de segurança alimentar, por evitar a

contaminação e a perda de propriedades do alimento, considerando o descongelamento

e exposição ao meio de uma parte da porção que eventualmente não seja processada.

9. Referências bibliográficas

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Vol. 3, No. 4, Outubro – Dezembro 2013, Página 26

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[18] HUALLANCO, M. B. A. Aplicação de um sistema de classificação de carcaças e

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Curitiba, v. 8, n. 4, p. 437-448, out./dez. 2010.

[21] GROTE, Z. V.; SILVEIRA, J. L. Análise Energética e Exergética de um Processo

de Reciclagem de Poliestireno Expandido (Isopor). Revista Mackenzie de Engenharia

e Computação, Ano 3, n. 3, p. 9-27.

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[23] TERMOFORMING. Desenvolvido pela GE plastics 2003. Apresenta textos sobre

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[24] SORS, L.; BARDÁCZ, L,; RADNÓTI, I. Plásticos, moldes e matrizes. Curitiba –

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Vol. 3, No. 4, Outubro – Dezembro 2013, Página 27

Vol. 3, No. 3,

Outubro-Dezembro de 2013

ORIGINAL ARTICLE

DESIGN AND SIMULATION OF A HEX GEOMETRY PACKAGE

FOR GALLUS GALLUS DOMESTICU’S FRESH EGGS:

MATERIALS, MANUFACTURING AND DIFFERENTIAL

STORAGE UNITS FOR SIX AND TWELVE PACKAGES

*Ana Elisa Victor Silva¹ and Etney Neves2,3

¹ Acadêmica do Curso de Engenharia de Alimentos, UNEMAT - Universidade do Estado de Mato Grosso,

Campus Barra do Bugres – MT, Brasil. Rua Florianópolis, JD Elite II, CEP 78390000. 2 Professor Visitante do Departamento de Engenharia de Alimentos, UNEMAT.- Universidade do Estado

de Mato Grosso, Campus Barra do Bugres - MT. 3 Pesquisador Associado a Associação Nacional Instituto Hestia de Ciência e Tecnologia, HESTIA.- Brasil.

Abstract

In this academic work was realized a study of packaging used in packaging the chicken

eggs (Gallus gallus domesticus) as well as the material used to manufacture these. The

goal was to develop a new model proposal packaging for this product. Were combined

two types of materials derived from cellulose, molded pulp and cardboard. The new

designer aims to maintain the integrity of external and internal egg, thereby preventing

loss of quality. The packages were developed for models able to pack 6 or 12 eggs. The

new package is presented, the designer commented and simulated technically.

Keywords: packaging, eggs, paper.

* [email protected]

Vol. 3, No. 4, Outubro – Dezembro 2013, Página 28

Vol. 3, No. 3,

Outubro-Dezembro de 2013

ARTIGO ORIGINAL

DESIGN E SIMULAÇÃO DE UMA EMBALAGEM INOVADORA

PARA OVOS FRESCOS DE GALLUS GALLUS DOMESTICUS:

MATERIAL, MANUFATURA E DIFERENCIAIS DE ESTOCAGEM

PARA DOZE E SEIS UNIDADES

*Ana Elisa Victor Silva¹ e Etney Neves2,3

¹ Acadêmica do Curso de Engenharia de Alimentos, UNEMAT - Universidade do Estado de Mato Grosso,

Campus Barra do Bugres – MT, Brasil. Rua Florianópolis, JD Elite II, CEP 78390000. 2 Professor Visitante do Departamento de Engenharia de Alimentos, UNEMAT.- Universidade do Estado

de Mato Grosso, Campus Barra do Bugres - MT. 3 Pesquisador Associado a Associação Nacional Instituto Hestia de Ciência e Tecnologia, HESTIA.-

Brasil.

Resumo

Neste trabalho foi realizado um estudo das embalagens utilizadas no acondicionamento

de ovos de galinha (Gallus gallus domesticus), bem como do material utilizado para a

fabricação destas. O objetivo foi desenvolver uma nova proposta de embalagem para

este produto. Foram combinados dois tipos de materiais derivados da celulose, a polpa

moldada e a cartolina. O novo designer visa manter a integridade externa e interna dos

ovos, evitando assim a perda de qualidade. As embalagens foram desenvolvidas em

modelos capazes de acondicionar 6 ou 12 ovos. A nova embalagem é apresentada, o

designer comentado e o modelo simulado utilizando um software.

Palavras-chaves: embalagem, ovos, celulose, papel.1

1. Introdução

Os ovos de galinha (Gallus gallus domesticus), possuem um conteúdo líquido

rico em nutrientes 1,2,3 e devido a isso são destinados quase que exclusivamente a

alimentação humana. 4

A casca do ovo funciona como uma capa protetora, 5 constituída por uma matriz

de fibras entrelaçadas de natureza proteica e cristais de carbonato de cálcico. 4

A clara é uma solução aquosa de proteínas. A proteína encontrada em maior

quantidade é a ovoalbumina. A gema consiste em uma emulsão de gordura e água. 4 Na

Tabela 1, é possível observar a composição nutricional média de uma unidade,

comparada a uma dieta de 2500 calorias.

* [email protected]

Vol. 3, No. 4, Outubro – Dezembro 2013, Página 29

Tabela 1. Tabela nutricional referente ao ovo de galinha (Gallus gallus domesticus).

Fonte: ANVISA

INFORMAÇÃO NUTRICIONAL

Porção de unidade / (medida caseira) (1)

Quantidade por Porção

%VD (*)

Valor calórico 80 kcal 3%

Carboidratos 1 g 0%

Proteínas 6 g 12%

Gorduras totais 5 g 6%

Gorduras saturadas 2 g 8%

Colesterol 210 mg 70%

Fibra alimentar 0 g 0%

Cálcio 25 mg 3%

Ferro 0,6 mg 4%

Sódio 60 mg 2%

Outros minerais (1) mg ou mcg

Vitaminas (1) mg ou mcg

*Valores Diários de referência com base em uma dieta de 2500 calorias.

Para terem uma qualidade considerada ótima, os ovos frescos devem possuir pH

neutro e clara límpida, transparente, consistente, densa e alta. 2 Durante o

armazenamento dos ovos a clara e a gema sofrem algumas alterações, o que ocasiona

uma perda de qualidade. A perda de dióxido de carbono e água através da casca,

provoca a alcalinização da clara e o achatamento na forma esférica da gema,

respectivamente, fazendo com que a cicatrícula, membrana que envolve a gema, se

torne frágil, e sua ruptura ocorra facilmente quando o ovo é quebrado. 2 Essas perdas na

qualidade podem ser minimizadas com o controle de umidade e temperatura no

armazenamento dos ovos. 7 Devido ao fato de ser um produto comercializado fresco, é

importante que os conhecimentos de conservação sejam repassados aos consumidores,

para o melhor aproveitamento do produto adquirido. 2

O ovo íntegro tem por natureza barreiras que o impedem der ser contaminado,

especialmente pelas fezes das aves e das sujidades do ninho. Essas barreiras são a casca

e a cutícula, porém essas não impedem a penetração de hifas fúngicas. O

envelhecimento do ovo contribui com a contaminação, pois provoca alterações nas

membranas, favorecendo a proliferação microbiana. 1,7 Portanto, é necessário adotar

métodos de conservação, aos quais se destacam a limpeza a seco, que pode ser realizada

por corrente de areia, serragem, cal, sal ou cinza. A limpeza a seco é um dos métodos

mais utilizados, porém com a desvantagem de desprender parcialmente a cutícula. A

lavagem com água quente ou soluções de lixívia, ácidos, formalina, hipocloritos,

compostos de amônia quaternária e/ou detergentes, não deve ocorrer em temperatura

superior a 60ºC, pois a solução pode atravessar os poros. A cobertura da casca com

azeite é frequentemente utilizada, podendo ser realizada por imersão ou nebulização, e

evita o acúmulo de umidade na casca, retarda as mudanças físico-químicas, penetração

de ar, perda de dióxido de carbono e a desidratação. O emprego de conservantes tem por

objetivo manter a casca seca, reduzir a penetração de oxigênio e a perda de dióxido de

carbono e umidade. 4 A limpeza é um fator de considerável importância quanto à

conservação dos ovos frescos, pois ovos contaminados por sujidades denigrem a

imagem do produto perante o consumidor e favorecem a contaminação bacteriana. 2

Vol. 3, No. 4, Outubro – Dezembro 2013, Página 30

Um método que tem se destacado na conservação dos ovos íntegros é a

cobertura com azeite, que minimiza a perda de água e de dióxido de carbono para o

ambiente. Esse método associado com a termoestabilização, que consiste na aplicação

de calor durante a cobertura com azeite, é capaz de destruir os microrganismos

superficiais e ainda formar uma membrana interna de proteínas coaguladas que reduz as

perdas de água durante o armazenamento. 4

2. Embalagens

A embalagem existe desde os primórdios da humanidade, quando o homem

sentiu a necessidade de armazenar. O papel foi a primeira matéria-prima de embalagem

moderna, inicialmente fabricada a mão. Em meados do século XIX, passou a ser

fabricadas por máquinas. 8

Quando a embalagem tem como destino armazenar um produto alimentício,

devem ser levados em consideração o fator tecnológico e o de saúde pública. Dentro do

fator tecnológico é necessário ressaltar a resistência que a embalagem deve ter ao

empilhamento, transporte, manuseio e estocagem. 10

O designer de uma embalagem tem o desafio de conciliar praticidade,

funcionalidade e estética com o baixo custo, 9 sendo este último um dos mais

importantes, pois a embalagem ter um custo mais elevado que o alimento nela contido é

uma realidade.

Considerando o consumidor final como avaliador de uma embalagem, ele dará

preferência às embalagens que proporcionem facilidade de transporte, abertura e

retirada do produto de forma fácil. Também valorizará a possibilidade do fechamento

novamente, para o caso de produtos que não são utilizados de uma única vez. A

possibilidade de reaproveitamento doméstico, como é o caso das chamadas

“embalagens presente”, também são fator de desejo. Contudo, o fator de maior

importância no primeiro contato do consumidor com o produto, é a boa apresentação, e

a estética da embalagem. 9

A embalagem, de acordo com o critério saúde pública, tem como aspecto mais

relevante a proteção do alimento contra insetos, roedores, microrganismos e fatores

ambientais. 10

As funções das embalagens se dividem em conter, informar e proteger o

produto. De modo geral, é possível afirmar que sua função é fazer com que o produto

chegue ao destino final o mais semelhante possível, em aspectos de qualidade

nutricional e aparência, que o original ou recém-preparado. 10 São ainda funções da

embalagem, melhorar a apresentação e possibilitar uma boa visualização do produto 11.

As embalagens, quando destinadas a alimentos, devem ser submetidas a testes de

migração, que tem por finalidade a avaliação da quantidade de substâncias que podem

migrar da embalagem para o alimento. São de extrema importância, pois tais

substâncias podem ser tóxicas ao homem ou simplesmente alterar de forma indesejada

as características do alimento. 9 Para a realização desses testes, são utilizados simulantes

de alimentos, que reproduzem o pH e teor de gordura. 9

As embalagens naturais são as mais antigas e ainda hoje muito utilizadas, dentre

elas podemos citar as de fibras vegetais e de madeira. O papel derivado de fibras de

celulose é o mais antigo e mais versátil material utilizado em embalagens. 12

Vol. 3, No. 4, Outubro – Dezembro 2013, Página 31

2.1. Celulose

Classificada como um polímero linear de alto peso molecular, constituído de ß –

D – glucose, 13 a celulose pode ser retirada de várias espécies vegetais. No Brasil, a mais

utilizada é a madeira de eucalipto, que representa 98% do volume produzido. 14 O

processo de obtenção da celulose começa com o cultivo, crescimento e colheita das

florestas. A madeira obtida é descascada e cortada em cavacos, pequenos pedaços que

são submetidos ao cozimento em um equipamento denominado digestor. No processo

de digestão, pressão e temperatura são controladas, e existe ainda a adição de produtos

químicos, com o objetivo de separar a celulose da lignina. A celulose forma uma pasta

que passa pelos processos de lavagem, depuração e é branqueada até atingir a alvura

desejada. 15 A celulose é classifica de acordo com o tamanho de suas fibras, 16 sendo as

de fibras longas mais resistentes, e por essa razão, são destinadas a fabricação de

embalagens. 17

Figura 1. Molécula de ß-D-Glicose, unidade

constituinte das cadeias do polímero de

celulose. Fonte: KLOCK (2005).

2.2. Papel

O Brasil produz papel suficiente para abastecer o mercado interno, e ainda tem

parte da produção destinada à exportação. 12 Cem por cento da produção de papel

brasileira vêm de florestas plantadas, ou seja, originadas de recursos renováveis. 14

O mercado consumidor atualmente busca adquirir produtos sustentáveis. Neste

caso, o papel se destaca por sua matéria-prima ser de madeira de reflorestamento, e por

ser reciclável. 18

Os tipos de embalagens de papel se dividem em papel, cartolina e papelão. A

diferença entre elas se dá pela gramatura (peso, em gramas, de um metro quadrado de

papel). 11

Durante o processo de fabricação, é possível a adição de substâncias químicas

que conferem propriedades específicas ao papel. No caso da embalagem para ovos, a

dispersão de ceras se torna um método viável, pois possibilita a impermeabilização da

embalagem. 9, 11,14

3. Acondicionamento de Ovos

No setor avícola, são constantes as discussões sobre os diversos materiais que

podem ser utilizados para a manufatura das embalagens. Isso se deve a necessidade de

garantir, a integridade sanitária e estética dos ovos. 19 Quando os aspectos a serem

analisados são a aparência e o marketing, a embalagem plástica é considerada a mais

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adequada. Já a embalagem fabricada em poliestireno expandido (EPS), garante o

isolamento térmico e a garantia na integridade da casca durante o transporte. A

embalagem de papel é a que exibe melhor custo/benefício, pois garante a proteção à

integridade dos ovos e o diferencial do melhor custo relativo de aquisição. A

embalagem representa entre 10 a 20% no preço final dos ovos, sendo esta uma

informação importante na seleção do material da embalagem. Desta forma, o material

escolhido para a manufatura da embalagem deste trabalho foi a celulose. Este material

permite a obtenção de estruturas totalmente flexíveis, como é o caso da celulose

regenerada, conhecida como celofane. Por outro lado, de estruturas rígidas capazes de

suportar cargas elevadas, como é o caso das caixas de papel ondulado. 20

No mercado brasileiro, é comum o acondicionamento de ovos em embalagens de

polpa moldada. Atualmente, o emprego de EPS e outros polímeros tem encontrado

aceitação no mercado. A figura 2 apresenta os modelos de embalagens para ovos, que

são facilmente encontradas no mercado. Os modelos apresentados são utilizados como

moldes para embalagens fabricadas em polpa moldada, EPS ou outros polímeros.

Figura 2. Modelos de embalagens para acondicionamento de ovos

mais comuns no mercado. Estojo para ovos, 12 unidades (a), bandeja

para ovos, 30 unidades (b). Fonte: SANOVO (2011).

4. Proposta de uma nova embalagem

No emprego de embalagens para ovos íntegros e frescos, um produto

consideravelmente frágil, é de extremo interesse a utilização de um material com

resistência a vibrações, mecânica e a choques leves. Sendo assim, foram definidas duas

estruturas diferentes de papel, onde a parte externa da embalagem deverá ser em polpa

moldada, e a parte interna em cartolina com gramatura de 150 g/m2. A polpa moldada é

a estrutura utilizada atualmente, nas embalagens para 30 ovos. Estes são acondicionadas

em caixas de papel ondulado, para o transporte do setor produtivo ao setor comercial.

(a)

(b)

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Este material é uma boa resposta aos critérios de projetos exigidos, de amortecimento e

resistência. Por essas características, a polpa moldada foi definida como material de

estrutura externa da embalagem, garantindo o amortecimento, caso a embalagem venha

a sofrer um choque físico. A cartolina foi selecionada como material para a parte interna

da embalagem, por ter uma flexibilidade maior que a da polpa moldada, permitindo o

encaixe perfeito entre o produto e a embalagem. Ainda assim, o projeto considera uma

cartolina de gramatura elevada, para que o produto permaneça em uma posição firme,

durante todo o transporte do setor produtivo ao consumidor final, e na estocagem.

Mais que as funções primárias de proteger, armazenar e transportar o produto,

em muitos casos, é a embalagem que viabiliza a venda do produto. Considerando este

último fator, o marketing passa a ser instrumento de grande importância no

desenvolvimento de uma nova embalagem. O marketing está compreendido em quatro

fatores: qualidade do produto, apelo da embalagem, eficiência da propaganda e

composição do preço. 22 Um bom planejamento de embalagem, facilita a venda do

produto.

A cor é o que primeiro chama a atenção do consumidor, e pode até mesmo

influenciá-lo quanto à necessidade de se alimentar, do desejo de possuir saúde, ou

prestígio. Cores fortes e básicas exercem estímulos fisiológicos nos seres humanos. Já

as cores suaves, provocam sensações adversas, como calma e tranquilidade. Por esse

motivo, a cor escolhida para a parte externa da embalagem foi à amarela, uma cor

primária, forte, chamativa, e que se relaciona com o produto. Para funcionar como

atrativo, a cor deve se adequar as condições de mercado e identificar o produto

anunciado, sua essência e finalidade. 22

A Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), define rótulo como

sendo uma forma de comunicação entre o produto e o consumidor. Portanto, este deve

conter toda a matéria descritiva ou gráfica que esteja escrita, impressa, estampada,

gravada e colada sobre a embalagem do alimento. No Brasil, rótulos de ovos devem

conter advertências quanto ao consumo e preparo desse alimento. Os principais avisos

são: “O consumo deste alimento cru ou mal cozido pode causar danos à saúde” e

“Manter os ovos preferencialmente refrigerados”.

O designer da embalagem foi definido, procurando manter a integridade externa

e interna dos ovos. Tudo para garantir, que não haja troca de umidade e odor entre as

interfaces da embalagem e do produto. O papel utilizado na manufarura da embalagem

sofrerá a adição de uréia-formaldeído ou melanina-formaldeído, compostos que

garantem a impermeabilização da embalagem. 11

No aspecto de integridade externa do produto, foi desenvolvido um sistema de

cortes na superfície do papel da parte interna da embalagem. Este forma orifícios que

permitem que os ovos se encaixem perfeitamente, independente do tamanho dos

mesmos. O formato externo da embalagem é plano, representando um diferencial que

minimiza o contato direto com o produto, no caso da embalagem sofrer choque físico.

Possui formato sextavado, permitindo que as laterais destinadas ao fechamento estejam

distantes do produto.

O principal diferencial na estocagem dos modelos propostos é o empilhamento,

considerando que a embalagem que acondiciona 12 ovos, quando completa, possui o

dobro da massa da embalagem que acondiciona 6 ovos. Porém, esse fator é compensado

se for levado em conta que a embalagem possui o dobro de capacidade. Ovos devem ser

mantidos sob refrigeração constante , 23 portanto, outro fator a ser considerado é a taxa

de transferência térmica, que aumenta devido o maior acúmulo de produto.

A embalagem é dividida exatamente ao meio e tem fundo e tampa planos. A

parte superior e inferior podem ser identificadas através da impressão de logomarca e

Vol. 3, No. 4, Outubro – Dezembro 2013, Página 34

rótulo. Na Figura 4, estão expostos os modelos propostos à embalagem para 12. A

Figura 5, ilustra o designer da embalagem destinada ao acondicionamento de 6 ovos.

Figura 3. Simulação da embalagem proposta para acondicionamento de 12 ovos. (a)

distribuição do produto, (b) Visão de cima destinada a impressão do rótulo, (c) e (d)

Simulação do encaixe para o fechamento. Fonte: Do autor.

Figura 4. Cortes e designer interno da embalagem para 12 ovos (a), esse designer é aplicado à

embalagem para 6 ovos, com o diferencial de uma coluna e uma linha a menos de orifícios.

Detalhe para o orifício onde o ovo se encaixa (b). Visão tridimensional da embalagem, tanto para

6 quanto para 12 ovos, no caso da figura, sem considerar a diferença de comprimento x largura

entre as duas embalagens (c). Embalagem para 6 ovos, com simulação do encaixe do produto (d).

Fonte: Do autor.

(a) (b)

(c) (d)

(a) (b)

(c) (d)

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Devido ao formato plano concedido ao fundo e tampa da embalagem, a

impressão fica facilitada, permitindo a aplicação de logomarcas, rótulos, imagens e

outras informações e advertências. O orifício de encaixe, descrito na Figura 7, consiste

em uma esfera seccionada da borda até seu raio, produzindo assim, um número de

triângulos retângulos. A somatória da área dos triângulos formados tem, exatamente, a

mesma área da circunferência antes do seccionamento. Esses triângulos, inicialmente,

formam um ângulo raso com a borda da esfera. Quando o ovo é acondicionado no

orifício, os triângulos passam a formar um ângulo ficará entre o raso e o reto. Esse

movimento pode ser observado na figura abaixo.

Figura 6. Simulação do orifício de encaixe. Os triângulos retângulos formados

pelo seccionamento, tendem a formar um ângulo mais próximo ao ângulo reto

quanto maior for o peso e a densidade do ovo acondicionado. Fonte: Do autor.

Figura 5. Dimensões externas da embalagem para 6 ovos (a) e (c). Dimensões internas e

externas da embalagem para 12 ovos (b). Fonte: Do autor.

(a)

(b) (c)

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5. Conclusão

A utilização de embalagens, que derivam da celulose não é novidade quando o

destino é o acondicionamento de ovos. Porém, o designer proposto é inovador em seu

conceito interno, externo e em sua coloração.

O designer plano do exterior permite que no momento do empilhamento, não

exista espaços vazios entre as embalagens, melhorando assim, aspectos no

acondicionamento.

O encaixe do produto no interior da embalagem, aliado ao designer plano

exterior, evitam o trincamento da casca no caso de choque físico, motivo mais comum

para a perda de ovos.

Os orifícios com recortes permitem o encaixe de ovos de tamanhos variados.

A cor amarela, escolhida para o exterior da embalagem, é de fácil visualização,

está relacionada ao produto e agregando essência e finalidade.

O material escolhido para a parte externa da embalagem, possui é de excelente

amortecimento e pode ser reciclado.

O material utilizado no interior da embalagem, permite ser revestido de maneira

que não haja trocas entre as interfaces material e produto.

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Edição: Volume 3׀ Número 2׀Outubro-Dezembro de 2013

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