Publicação

Desenvolvimento de uma embalagem natural para contacto alimentar pelo processo de termoformação

Detalhes bibliográficos
Resumo:	Os termoplásticos derivados de recursos não renováveis desempenham um papel relevante na transformação de embalagens alimentares. A boa performance química e mecânica aliada ao baixo custo de produção, faz com que este material seja eleito para várias aplicações. No entanto, os termoplásticos enfrentam desafios significativos relativamente ao descarte final. Desta forma, existe a necessidade da procura por materiais com menor impacto ambiental desde a origem até ao descarte no fim de vida, a fim de contribuir para um uso mais responsável dos recursos. Os biopolímeros biodegradáveis são uma boa alternativa pois oferecem vantagens no fim de vida para produtos descartáveis ou de consumo rápido. Neste estudo foram analisados três materiais da família dos polihidroxialcanoatos nomeadamente o copolímero PHBV e dois PHBH distintos. As três matérias-primas foram submetidas a uma caracterização física, térmica, reológica e química„ comparando as suas propriedades com as do poliestireno, a fim de avaliar a viabilidade no processo de extrusão Termoformação. Posteriormente, os materiais foram extrudidos com uma espessura de 1250 µm. O PHBH_2 apresentou dificuldades na calandragem, não conseguindo atingir o valor pretendido de espessura nem uniformidade ao longo da folha. De modo a avaliar as folhas extrudidas, foram conduzidos estudos dimensionais, térmicos, mecânicos e óticos. Em relação às propriedades mecânica, o PHBH_1 foi o material que apresentou maior tensão de rotura no sentido longitudinal à extrusão (24,4 MPa) e maior módulo de elasticidade acima de 1280 MPa. O PHBV demonstrou maior deformação quando submetido ao ensaio de tração. Por fim, foi avaliada a janela operatória do processo de termoformação, dos diferentes materiais. O PHBV e o PHBH_2 possuem uma janela operatória bastante restrita, não existindo um intervalo de temperaturas na termoformação adequado para a produção de peças sem defeitos. Por outro lado, o PHBV com urna espessura de 1050 µm e o PHBH_ 1 apresentam um intervalo de temperaturas, de aproximadamente 10ºC, em que é possível termoformar peças sem a ocorrência de defeitos significativos. Esta janela operatória é bastante reduzida quando comparada com o poliestireno. Por fim, com base no material que exibiu o desempenho mais promissor, no caso PHBH_1, procedeu-se ao desenvolvimento de um molde protótipo para esta matéria-prima. O objetivo foi a conceção de uma embalagem de origem natural destinada ao contato alimentar, utilizando processo de termoformação, resultando num produto final que promove a sustentabilidade, a inovação e a responsabilidade social da empresa.
Autores principais:	Silva, Mariana Guerreiro da
Assunto:	Biopolimeros Termoformação Embalagem Polihidroxialcanoatos Biopolymers Thermoforming Packaging Polyhydroxyalkanoate Engenharia e Tecnologia::Engenharia dos Materiais
Ano:	2023
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade do Minho
Idioma:	português
Origem:	RepositóriUM - Universidade do Minho

Descrição
Resumo:	Os termoplásticos derivados de recursos não renováveis desempenham um papel relevante na transformação de embalagens alimentares. A boa performance química e mecânica aliada ao baixo custo de produção, faz com que este material seja eleito para várias aplicações. No entanto, os termoplásticos enfrentam desafios significativos relativamente ao descarte final. Desta forma, existe a necessidade da procura por materiais com menor impacto ambiental desde a origem até ao descarte no fim de vida, a fim de contribuir para um uso mais responsável dos recursos. Os biopolímeros biodegradáveis são uma boa alternativa pois oferecem vantagens no fim de vida para produtos descartáveis ou de consumo rápido. Neste estudo foram analisados três materiais da família dos polihidroxialcanoatos nomeadamente o copolímero PHBV e dois PHBH distintos. As três matérias-primas foram submetidas a uma caracterização física, térmica, reológica e química„ comparando as suas propriedades com as do poliestireno, a fim de avaliar a viabilidade no processo de extrusão Termoformação. Posteriormente, os materiais foram extrudidos com uma espessura de 1250 µm. O PHBH_2 apresentou dificuldades na calandragem, não conseguindo atingir o valor pretendido de espessura nem uniformidade ao longo da folha. De modo a avaliar as folhas extrudidas, foram conduzidos estudos dimensionais, térmicos, mecânicos e óticos. Em relação às propriedades mecânica, o PHBH_1 foi o material que apresentou maior tensão de rotura no sentido longitudinal à extrusão (24,4 MPa) e maior módulo de elasticidade acima de 1280 MPa. O PHBV demonstrou maior deformação quando submetido ao ensaio de tração. Por fim, foi avaliada a janela operatória do processo de termoformação, dos diferentes materiais. O PHBV e o PHBH_2 possuem uma janela operatória bastante restrita, não existindo um intervalo de temperaturas na termoformação adequado para a produção de peças sem defeitos. Por outro lado, o PHBV com urna espessura de 1050 µm e o PHBH_ 1 apresentam um intervalo de temperaturas, de aproximadamente 10ºC, em que é possível termoformar peças sem a ocorrência de defeitos significativos. Esta janela operatória é bastante reduzida quando comparada com o poliestireno. Por fim, com base no material que exibiu o desempenho mais promissor, no caso PHBH_1, procedeu-se ao desenvolvimento de um molde protótipo para esta matéria-prima. O objetivo foi a conceção de uma embalagem de origem natural destinada ao contato alimentar, utilizando processo de termoformação, resultando num produto final que promove a sustentabilidade, a inovação e a responsabilidade social da empresa.