Vol. 2, No. 4,
Outubro-Dezembro de 2012
ARTIGO ORIGINAL
DESIGN E SIMULAÇÃO DE EMBALAGEM POLIMÉRICA
PARA AZEITONAS COM ELEVADOR E DESCAROÇADOR
* Gabriela Souza Alves1, Karen Miranda Almeida1 e EtneyNeves2, 3
1
Acadêmicas do Curso de Engenharia de Alimentos, UNEMAT - Universidade do Estado de Mato
Grosso, Campus Barra do Bugres – MT, Brasil. Rua Florianópolis, JD Elite IICEP 78390000.
2
Professor Visitante do Departamento de Engenharia de Alimentos, UNEMAT.- Universidade do Estado
de Mato Grosso, Campus Barra do Bugre – MT.
3
Pesquisador Associado a Associação Nacional Instituto Hestia de Ciência e Tecnologia, HESTIA.Brasil.
Resumo
As embalagens são projetadas para conservar e acondicionar produtos de consumo,
mantendo sua qualidade de forma segura e higiênica. Simultaneamente, garantindo o
aumento na vida de prateleira do produto e conservando suas características específicas
e o valor nutritivo. A embalagem em estudo é manufaturada em polipropileno, um
polímero ou termoplástico derivado do propeno ou propileno. Os polímeros tem
versatilidade, menor peso, facilidade de manuseio, baixo custo de produção. Este
trabalho trata da simulação e design de uma embalagem polimérica para azeitona, com
dois diferenciais de projeto. Um deles é um descaroçador anexo a embalagem.
Comumente o vidro e saches são usados para o envase das azeitonas. Para o
desenvolvimento do estudo, foi necessária uma coleta de dados, para conhecer as
características e propriedades do alimento e definir o melhor material. A embalagem é
simulada, utilizando a ferramenta Software SketchUp, para modelação em 3D.
Palavras-chave: embalagem, polimérica, polipropileno, azeitonas.
1. Introdução
A azeitona, também chamada de oliva, é o fruto da oliveira (Olea europea L.).
Atualmente são cultivadas em várias regiões do mundo, com produção concentrada em
países da União Européia. Na América do Sul, se destacam a Argentina e o Chile como
principais produtores e exportadores de azeite e azeitonas. O Brasil é o sétimo maior
importador mundial desse produto. 1
O fruto oliva pode ser processado em estado verde ou maduro, sendo o primeiro
mais comum. Diversos cultivares de oliveiras são empregados para o preparo de
*
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azeitonas em conserva, classificadas em diferentes tipos e estilos: azeitona verde estilo
espanhol, azeitona verde estilo siciliano, azeitona madura estilo californiano, azeitona
verde-madura e estilo grego. Para cada tipo, difere o estágio de maturação e a operação
de preparo.
Atualmente as azeitonas são envasadas em embalagens de saches. São frascos
hermeticamente fechados em forma de bolsa, que trazem aos consumidores e as redes
de supermercado um certo desconforto em seu manuseio. Também são usadas
embalagens de vidro, ótimas para conservação do produto, mas frágeis mecanicamente
e com um custo de manufatura maior, quando comparado aos materiais concorrentes.
O presente trabalho tem como objetivo a simulação e design de uma embalagem
polimérica para as azeitonas, contendo um descaroçador acoplado a tampa, que oferece
uma opção de remoção do caroço. O material proposto para embalagem é o
polipropileno (PP), um polímero que apresenta propriedades mecânicas, rigidez e
comportamento a temperaturas relativamente elevadas adequadas ao projeto.
2. Azeitonas em conserva
Através do processo de fermentação láctica é formado o ácido láctico, que gera
transformação nos alimentos de forma benéfica, e outras indesejáveis. 2 A produção de
ácido láctico acontece através da oxidação anaeróbica parcial de carboidratos, além de
várias outras substâncias orgânicas. Este processo microbiano é muito utilizado pelo
homem na produção de derivados do leite (queijos, manteiga e leites fermentados), na
fermentação de vegetais (picles, azeitona e chucrute) e na conservação de forragens
(silagem). 3 O objetivo é obter uma concentração ideal de sal, para que o produto tenha
um sabor agradável e uma redução de contaminação microbiana. A meta é aumentar a
vida de prateleira do alimento. 4 Para evitar alterações, o fruto submerso em água é
submetido ao processo de pasteurização. Este procedimento é efetuado a 60 ºC, durante
45 minutos. O seu tratamento com concentração de salmoura, varia em relação ao tipo
de azeitona. Estas são acondicionadas esterilizadas a 115ºC por 60 minutos. Este
tratamento térmico, também pode ser realizado a 121ºC por 50 minutos. 4
A finalidade de preservação e de conservação consiste na expansão do prazo da
vida de prateleira dos produtos, que deverão manter grande parte de suas características
específicas e o valor nutritivo.
3. Polipropileno
3.1. Características físicas e químicas
O polipropileno é obtido da polimerização do propileno, sob a ação de
catalizadores. O número de meros de uma cadeia polimérica é chamado de grau de
polimerização. Quando temos diferentes meros na composição, este é chamado de
copolímero. Porém, se houver três, temos um termopolímero. 5
Em relação à estrutura estereoquímica, o PP apresenta três diferentes tipos de
estereoisômeros. Das quais, o posicionamento dos monômeros nas cadeias são
denominadas como: isotática, sindiotática e atáticas. A Figura 1 mostra diferentes
estruturas de cadeias de polipropileno. 6
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(a)
(b)
(c)
Figura 1. Cadeias Poliméricas (a) Isotática, (b) Sindiotática e (c) Atática. Fonte:
SARON, USP, 2007.
Os polímeros isotáticos possuem ramificações voltadas para um mesmo lado do
plano, os polímeros sindiotáticos apresentam uma alternância de orientação em relação
ao plano da cadeia e os polímeros atático não possuem nenhuma regularidade de
orientação. 5
Quando temos o agrupamento do polipropileno isotático e sindiotático, ocorre a
formação cristalina, dando origem a um polímero com maior rigidez.
O polipropileno isotático é uma forma comercial muito utilizada, por ter seu
ponto de fusão a 165ºC. O polipropileno atático, por ter irregularidade em sua estrutura,
gera um material flexível pouco cristalino. 6
O polipropileno possui uma boa resistência a rupturas por flexão e fadiga, baixa
densidade (0,9 g/m³), transparência, estabilidade térmica, resistência química, baixa
absorção de umidade, impermeabilidade a gorduras, fácil moldagem e pigmentação,
resistência ao impacto, soldável e moldável, boa inércia. As propriedades do PP tornam
este material competitivo em relação a outros polímeros, com destaque seu custo
comercial aceitável e sua característica reciclável.
3.2. Processos de obtenção das embalagens de polipropileno
As embalagens são produzidas através dos processos de extrusão para produção
de filmes e chapas, termoformação para a produção de copos, potes e bandejas, injeção
para produção de tampas, copos e bandejas e sopro para produção de garrafas. 7
O material é encaminhado para o funil da máquina, passando por um cilindro,
envolvido por resistências que aquecem o material. O parison (cilindro ou tubo
termoplástico amolecido = pré-formado), é expandido por meio de ar comprimido
dentro do molde fechado. Este é apertado em volta do parison, até obter a forma da
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cavidade do molde. Logo após, o molde é resfriado e removido. A preparação do
parison pode ser por extrusão ou injeção. 8
3.4. O uso do polipropileno em embalagem de alimentos
Os polímeros, devido a sua versatilidade, ganharam espaço na indústria por
terem menor peso por unidade de embalagem, quando comparados a outros materiais.
Estes materiais também são tenazes, o que diminui os riscos de perdas no manuseio. Os
custos de manufatura também são favoráveis.
Existe mais de mil tipos de plásticos utilizados comercialmente, em diferentes
áreas, tais como: embalagens para produtos medicinas, produtos de construção,
produtos automotivos, utensílios domésticos e para alimentos.
As embalagens mais conhecidas de polipropileno para alimentos são: tampas,
garrafas plásticas, recipientes para margarina e temperos prontos, embalagens para
massas, biscoitos, requeijão, iogurtes e molhos prontos.
3.5. Envase das azeitonas em embalagem de polipropileno
As azeitonas são acondicionadas em recipientes de material inócuo,
impermeável e inerte em relação ao produto, podendo ser usadas embalagens de vidro
ou plástico. O fechamento das conservas deve ser hermético, para que não haja
alterações do produto.
O vidro, por ser frágil, corre o risco de fraturar durante o processo de produção,
transporte e distribuição. Além disso, tem elevado custo comparativo. As embalagens
de sache são desfavoráveis, em relação a sua estética, manuseio e empilhamento na
prateleira. Por esses conjuntos de fatores, foi realizada a simulação de uma nova
embalagem de PP, com o diferencial de um elevador de azeitonas na forma de peneira,
para facilitar a retirada do fruto. Também, o projeto apresenta inovadoramente um
pequeno descaroçador para retirada do caroço.
O polipropileno recebeu destaque no setor de embalagens para alimentos e
bebidas, e neste estudo, em função das características: transparência, resistência, leveza
e atoxidade.
3.6. Marketings da Embalagem
A embalagem, além da contenção, proteção, comunicação e conveniência,
representa a atenção da empresa com o seu consumidor, garantido qualidade e
segurança, e atendendo tanto as suas necessidades práticas, quanto as expectativas em
relação ao produto ofertado.
Para chamar a atenção do consumidor para a nova embalagem, uma peneira
interna foi idealizada e simulada, para servir como um elevador de azeitonas, facilitando
a retirada dos frutos do pote, e evitando contaminações. Outro diferencial, é a oferta na
embalagem de um descaroçador manufaturado em polipropileno.Buscando harmonia e
praticidade, foi desenvolvida uma subdivisão na tampa para o armazenamento do
componente descaroçador.
Este projeto de embalagem de azeitonas, se destaca das embalagens que existem
atualmente no mercado. A nova embalagem foi idealizada para ser inovadora em vários
aspectos, promovendo soluções no campo da segurança alimentar, da praticidade e
interatividade com o consumidor, e estabelecendo diferenciais competitivos frente à
concorrência.
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4. Simulações da nova embalagem de polipropileno com descaroçador
Utilizando a ferramenta Software SketchUp, foi projetada a embalagem
atendendo as especificações descritas para envase das azeitonas.
A embalagem consiste em duas partes, uma interna e outra externa de rosquear,
conforme descrito na figura 2. Ambas possuem o mesmo formato e material, e possuem
a função de armazenar e conservar as azeitonas.
(a)
(b)
Figura 2. Separação das embalagens: (a) Parte externa do pote de polipropileno, (b) Parte interna
com perfurações formando um filtro, suporte que serve como elevador de azeitonas.
Na parte interna, com 9,6 cm de altura e 7,15 cm de espessura, é ilustrada uma
peneira com uma haste no centro, que servirá para extrair as azeitonas para fora da
solução. A haste central se aproxima da tampa, mas não impede um fechamento seguro.
Ao retirar a parte interna com o fruto, a salmoura fica retida no pote.
A parte externa, contando com o rosqueamento da tampa, tem uma altura total
de 11,7 cm e 7,48 cm de espessura, não contém furos conforme mostra a figura 3.
(a)
(b)
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(c)
(d)
Figura 3. Embalagem de polipropileno para azeitonas: (a) Medidas da parte externa do pote; (b) Medidas
da parte interna, suporte de elevador de azeitonas; (c) Vista frontal da embalagem de polipropileno com
tampa e suas respectivas medidas; e, (d) Vista frontal com sessão de corte.
A tampa é subdividida, uma de rosquear para fechamento do pote e a outra de
pressão, fácil e prática para armazenar o descaroçador, como podemos observar na
figura 4.
(a)
(b)
Figura 4. Tampa com sua subdivisão: (a) Medidas da tampa com abertura, mostrando sua subdivisão; e,
(b) Tampa com o descaroçado armazenado.
O descaroçador é proposto em polipropileno reforçado. Os copolímeros com alto
teor de eteno tem alta rigidez, são obtidos através do processo de fase gasosa, e
apresentam desempenho semelhante a alguns plásticos de engenharia, com um custo
competitivo. 9
O descaroçador possui um comprimento de 4,9 cm e uma espessura de 0,4 cm,
para ser armazenado na subdivisão da tampa de pressão. Seu suporte circular da parte
inferior possuirá um diâmetro de 0,07 cm. Sendo fácil de manusear, apenas colocando a
azeitona na parte circular e apertando com o polegar e o indicar. A pressão expulsa o
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caroço do fruto para baixo. É utensílio ergonômico, eficiente e descartável conforme
mostra a figura 5.
(a)
(b)
Figura 5. O descaroçador e suas medidas: (a) Descaroçador com medidas; e, (b) Vista lateral do
descaroçador.
5. Conclusão
A azeitona, fruto da oliveira, é importada pelo Brasil, principalmente dos países
do Mediterrâneo, EUA e Argentina.
A etapa de fermentação lática é o processo microbiano utilizado para
fermentação de azeitonas. Este tratamento evita alterações, e o fruto submerso em água
deve ser submetido também ao processo de pasteurização.
A conserva de azeitonas em salmoura deve ser esterilizada comercialmente, para
evitar contaminações.
O fechamento está relacionado diretamente ao travamento por atrito, exercido
nos contatos das roscas embalagem-tampa. Como consequência é estabelecida uma
pressão no lacre interno da tampa em relação a boca da embalagem. Esta ação isola o
alimento, auxiliando na manutenção de suas características e garantindo a qualidade do
produto até o consumo.
As azeitonas são acondicionadas em embalagens de vidro ou plástico. O vidro,
por ser frágil, corre o risco de fraturar durante o processo de produção, transporte e
distribuição. As embalagens de sache são desfavoráveis, quanto sua estética, manuseio e
empilhamento na prateleira.
O polipropileno, PP, possui boa resistência química e resiste bem a temperaturas
mais elevadas. É um material reciclável, se destacando neste projeto de embalgem
também por este aspecto.
Através da ferramenta de Software SketchUp, foi idealizada e simulada uma
embalagem polimérica para azeitonas. Evitando possíveis contaminações e se
destacando das embalagens que existe atualmente, a embalagem inovadora possui um
componente interno na forma de peneira, com a funcionalidade de facilitar a remoção
das azeitonas. Possui também o diferencial de uma subdivisão na tampa para o
armazenamento de um descaroçador. Este componente é manufaturado por PP,
ergonômico e descartável com possibilidade de reciclagem.
6. Referências bibliográficas
[1] SEGET. Estudo de Viabilidade Econômica Para Produção de Azeitonas e Azeite
de
Oliva
no
Brasil.
Disponível
em:
Vol. 2, No. 4, Outubro - Dezembro 2012, Página 14
.<http://www.aedb.br/seget/artigos09/209_Seget_azeitona.pdf>.
28/04/2013.
2005.
Acesso
em:
[2] EVANGELISTA, J. Tecnologia de alimentos. Atheneu: São Paulo, 2005, p. 486490, 540-546.
[3] GAVA, A. J.; SILVA, C. A. B.; FRIAS, G. R. Tecnologia de alimentos- Princípios
e aplicações. Nobel: São Paulo- 2008.
[4] AQUARRONE, E.,BORZANI, W., SHIMIDELL, W., LIMA, U. A.Biotecnologia
industrial; Edgard blücher: São Paulo. V.4, 2001.
[5] SILVA, B. B. A. L.; SILVA, O. E. Conhecendo materiais poliméricos,
Universidade federal de Mato Grosso, 2003.
[6] SANTOS L.P. Otimizaçãoda preparação de polipropileno maleatado via
extrusão reativa reforço mecânico em compósitos. Universidade Federal do Paraná,
Dissertação de Mestrado em Engenharia Mecânica, 2011.
[7] KAULING, A.P. Modificação da Superfície do Polipropileno por Imersão em
Plasma de Baixa Energia. Universidade de Caxias do Sul. Dissertação de PósGraduação de Materiais, 2009.
[8] PELEGRINI, F. A. Moldagem por sopro dependência e sincronia com outros
processos. Trabalho de conclusão do curso tecnologia dos polímeros. Faculdade de
Tecnologia de Sorocaba, Brasil, 2012.
[9] MONTENEGRO, R. P.; ZAPORSKI, J; RIBEIRO, M. C. M.; MELO, A. C. K.
Polipropileno.
Disponível
em
<http://www.bndes.gov.br/SiteBNDES/export/sites/default/bndes_pt/Galerias/Arquivos/
conhecimento/bnset/polipr2a.pdf> Acesso em: 30/05/2013.
Vol. 2, No. 4, Outubro - Dezembro 2012, Página 15