Novas Tecnologias Para Melhorar Garrafas De Plástico

Ao longo dos últimos anos garrafas e frascos de vidros foram substituídos por plástico (principalmente PET, PE ou PP) e esta mudança de formato de embalagem vai continuar como um debate atual que gira em torno do fornecimento de alimentos para bebês em recipientes plásticos em vez de frascos de vidro, pois eles são mais leves e menos propensos a quebrar. Há, no entanto, alguns problemas com recipientes plásticos que está deixando o consumidor preocupado. O meio ambiente não está em primeiro lugar quando a empresa de bens de consumo embalados pode optar por um bio-plástico ou variações de PETs. Mas é como o BPA usado em latas (que é um setor da indústria que está rindo a distância), a migração do combustível fóssil em produtos alimentícios embalados com papel cartão, garrafas e potes plásticos liberam vários gases e tem o risco que substâncias nocivas contidas na embalagem penetrem no alimento.

Sabe-se que os plásticos têm uma barreira de gás muito ruim, isto é, eles são permeáveis ao ar, que pode passar através do material em ambas as direções. “É por isso que a água armazenada em garrafas PET perde dióxido de carbono e alimentos perdem algumas características, por exemplo, alterando seu sabor. Não existe um material sintético que não perde substãncias “, diz o professor Dr.-Ing. Peter Awakowicz do Instituto de Engenharia Elétrica e Tecnologia Plasma, Faculdade de Engenharia Elétrica e Tecnologia da Informação da Ruhr-Universität em Bochum, Alemanha.

Nos últimos anos temos visto várias tecnologias para melhorar a impermeabilidade e diminuir os riscos de influência de substâncias nocivas inerentes ao material de embalagem plástica. Selecionei dois resultados de pesquisa publicados recentemente. O primeiro é da equipe da universidade acima indicada do professor Dr-Ing. Peter Awakowicz, a segunda é a história de uma empresa brasileira usando micro-partículas de prata em garrafas de plástico para dobrar a vida de útil do leite.

Os processos de revestimento à base de plasma
No Instituto de Engenharia Elétrica e Tecnologia Plasma da Faculdade de Engenharia Elétrica e Tecnologia da Informação da Ruhr-Universität em Bochum/Alemanha, o professor Dr.-Ing. Peter Awakowicz e sua equipe desenvolveram processos para revestir superfícies com camadas protetoras que tornam o material sintético menos permeável.

Os engenheiros da RUB desenvolveram processos de revestimento ocorrido por plasma para garrafas PET. Uma camada de barreira no interior da garrafa faz com que o plástico fique menos permeável

O revestimento deixaria as embalagens de plástico cem vezes mais impermeável do que é hoje. Consequentemente, a vida útil dos produtos alimentícios poderia ser prolongada, e seriam protegidos de substâncias que vazam para fora a partir do material sintético. Com o revestimento, o volume destas substâncias pode ser reduzida para 1% do volume que geralmente vaza para fora.

O grupo RUB estuda a maneira como um objeto com qualquer forma escolhida feita a partir de um material sintético específico, pode ser melhor revestido utilizando um plasma. Para este efeito, os pesquisadores utilizam deposição de vapor químico de plasma expandido, ou seja, PECVD. No decorrer deste processo, a substância hexametildissiloxano é vaporizada, misturado com oxigênio e dispersada no plasma. Então, o dióxido de silício se deposita no material sintético. O plasma fornece a energia necessária para o processo.

A camada de barreira que está aplicada ao material sintético tem uma espessura de apenas 50 nanómetros. Camadas mais espessas romperiam e poderiam, por outro lado, interromper o processo de reciclagem, porque a camada de dióxido de silício nada mais é que uma camada de vidro ultrafino. Insignificantemente pequenas, as quantidades de vidro nas camadas de revestimento não são relevantes para a reciclagem. A camada não é aplicada ao material sintético diretamente, portanto, o processo começa com uma camada protetora. Isto porque os testes mostraram que o processo de plasma oxigenado para a aplicação de dióxido de silício afeta a superfície sintética. O resultado é chamado de camada de limite fraco.
“Não importa quão grande uma camada de barreira você aplica a esta camada danificada, ela nunca vai segurar”, afirma Peter Awakowicz.

Os parâmetros de plasma em última instância determinam o quão impermeável, dura e elástica a camada de barreira torna. Diferentes materiais sintéticos, tais como PET, polipropileno ou policarbonato, requerem diferentes propriedades de plasma. A forma da estrutura é igualmente significativa.

Um plasma de argônio em uma garrafa PET – apenas o fundo da garrafa está visível aqui. O plasma “limpo” e ativo a superfície interior da garrafa.

Para mais detalhes sobre o processo de plasma ler o artigo completo: “Making synthetic materials more impervious” (fotos fornecidas pelo RUB)

Prata em garrafas de plástico para dobrar a vida de prateleira do leite
A Agrindus, uma empresa agrícola em São Carlos, no Estado de São Paulo / Brasil conseguiu aumentar o prazo de validade do leite fresco pasteurizado tipo A de 7 a 15 dias.

No Brasil o tipo mais consumido de leite é a longa vida (Tetra Pak, SIG), que passa por um processo de esterilização a temperaturas ultraelevadas (130 a 150°C durante 2 a 4 segundos), a fim de diminuir significativamente o número de esporos bacterianos provenientes do leite e permitir que o produto seja comercializado por um período de até seis meses à temperatura ambiente.

Mas o leite fresco muito popular, que é chamado de “Tipo A”, passa por um processo de pasteurização de temperaturas amenas na fazenda e requer refrigeração. Ao dobrar a vida útil deste tipo de leite o fazendeiro pode obter ganhos em logística, armazenagem, qualidade e segurança do produto.

Esta extensão da vida útil foi alcançado através da incorporação de micropartículas à base de prata com bactericida, antimicrobiana e propriedades auto-esterilizante, nas garrafas de plástico rígido utilizadas para engarrafar o leite produzido pela empresa.

A nanotecnologia compreende desenvolvimentos tecnológicos dentro da nanoescala. Interdisciplinas se inserem no domínio da nanociência, que envolve química, física, biologia, ciência da computação, engenharia e meio ambiente.
Regido pelas leis da física quântica, o universo de nanopartículas faz com que o material apresente comportamento muito diferente do habitual, em escala macroscópica.
Conhecido como materiais inteligentes, sob o tratamento da nanotecnologia, eles apresentam propriedades completamente novas ou em combinação com as originais têm múltiplas ou adaptativas funções e permitem interface de matérias orgânicas e inorgânicas, entre outras funcionalidades.

A tecnologia, desenvolvida pela Nanox, uma empresa de nanotecnologia também com sede em São Carlos, está misturando as micro-partículas como pó na matriz de polietileno utilizado para injeção ou moldagem por sopro das garrafas de plástico. As micro-partículas são inertes, isto é, não apresentam risco de se soltar da garrafa e entrar em contato com o leite.

Nota: Como não há, neste momento, uma legislação clara, nos EUA nem no Brasil, sobre a aplicação de partículas em escala nanométrica (bilionésimo de metro) para produtos em contato com os alimentos, a empresa adota processos de nanotecnologia que resultam em partículas de prata na escala micrómetros.

A tecnologia consiste na deposição de partículas de prata em escala nanométrica na superfície de partículas de cerâmica (sílica). A adesão das nanopartículas de prata resulta num composto com matriz de cerâmica (composta de dois materiais diferentes) na gama de micrómetros e com propriedades bactericidas.
O efeito da combinação de partículas de prata com a matriz de cerâmica é sinérgico, resultado da combinação, como a prata que tem propriedades bactericidas e a sílica não, mas esta ação aumenta e ajuda a controlar a libertação de partículas de prata para matar as bactérias.

Além da Agrindus, o material também está sendo testado por duas outras fábricas de laticínios, que distribuem leite fresco em garrafas de plástico em São Paulo e Minas Gerais, e por empresas da região Sul do Brasil que vendem leite fresco em embalagens de plástico flexível (sacos tipo almofada). Para os flexíveis as partículas são adicionadas ao interior do saco, sem utilizar quaisquer aditivos no produto alimentar. Para essas embalagens o material é capaz de aumentar a vida útil de 4 a 10 dias.

A Nanox planeja comercializar o produto na Europa e nos Estados Unidos, onde um volume muito maior do que no Brasil de leite fresco é consumido.

Esses são apenas dois desenvolvimentos interessados em melhorar o prazo de validade dos alimentos embalados em garrafas de plástico. Mas existem outros acontecendo na fabricação de garrafas, assim como temos visto alguns desenvolvimentos muito interessantes de produtos lácteos em embalagens de cartão. Mas isso tudo fica para uma próxima vez.

Artigo traduzido por Fernanda Vieira do Nascimento (Artigo original: “New Technologies To Improve Plastic Bottles”

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