Thermoactive packaging development : feasibility study of the incorporation of particles in cellulosic packaging

Autor: Fernandes, Bianca Cristina Nogueira, 1992
Přispěvatelé: Prata, Ana Silvia, 1977, Moreira, Francys Kley Vieira, Barboza, Henriqueta Talita Guimarães, Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia de Alimentos, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
Popis: Orientador: Ana Silvia Prata Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: As embalagens de alimentos não possuem mais um papel passivo na proteção e comercialização de um produto alimentar. Embalagens ativas e inteligentes oferecem inúmeras e inovadoras soluções para manter, melhorar ou monitorar a qualidade e a segurança de produtos alimentícios. Muitos dos avanços deste setor já foram empregados e estão disponíveis comercialmente, mas considerando a importância da manutenção da temperatura em produtos alimentícios, o desenvolvimento de embalagens termoativas ainda é incipiente. Além da qualidade do produto em si, tais embalagens desempenham um papel implícito no impacto ambiental, por permitir a conversão de produtos comuns, como o papel cartonado, em embalagens de elevado desempenho, com uma forte componente tecnológica, vislumbrando a substituição de materiais não renováveis e não biodegradáveis. Nesta perspectiva, Materiais de Mudança de Fase (PCM), foram utilizados pois possuem a capacidade de liberar ou absorver grande quantidade de energia térmica durante transição de fases. Neste projeto foi desenvolvida uma embalagem celulósica com função termoativa a partir da incorporação de um PCM encapsulado. O papelão tratado com partículas de PCM com ponto de fusão a 79° C, apresentou uma diferença marcante no processo de resfriamento em relação à embalagem celulósica original, mantendo a temperatura do produto por mais tempo. Foram realizados experimentos variando as frações de massa das partículas (10 e 20 g), e a resposta térmica foi diretamente proporcional à quantidade de partículas de PCM. Comparado com o material convencional, o material tratado com PCM levou cerca de 10 minutos, a mais, para atingir a temperatura final. Esse tempo reflete a quantidade de energia armazenada durante a transição de fase, e isso permitiu que o material tratado mantivesse a temperatura mais alta até 6° C durante o resfriamento. A importância do uso de partículas estruturadas de PCM também foi destacada. Estas partículas exibiram um calor latente de 168,9 J / g, ponto de fusão a 79 °C, estabilidade térmica até 230 °C, mantendo-se intactas, resistindo à variação de temperatura. Os resultados apresentados neste trabalho expandem a aplicabilidade de partículas de PCM em condições extremas de processamento de embalagens e abrem novas oportunidades para materiais termoativos Abstract: Nowadays, food packaging plays an important role in the food product protection and commercialization of foodatuffs. Active and intelligent packaging offer many innovative solutions to maintain, improve or track the quality and safety of food products. Many advances in this sector were already employed and they are commercially available; however, considering the importance of maintaining the temperature in food products, the development of thermoactive packaging is still incipient. In addition to the product quality, packaging plays an implicit role in environmental impact by allowing the conversion of common products, such as cardboard, into high performance materials with a strong technological component, being able to replace non-renewable and non-biodegradable substances. In this perspective, Phase Change Materials (PCMs) can be used as they have the ability to release or absorb large amounts of thermal energy during the phase transition. Here, we report that cardboard treated with PCM particles with melting point at 79 °C, presented a remarkable difference in the cooling process regarding to the original cellulose, maintaining the temperature of the product for a longer period. We systematically performed kinetic experiments varying the mass fractions of particles, and the thermal response was directly proportional to the amount of PCM particles. Compared to the conventional material, the charging time of material treated with PCM was higher, taking about 10 minutes to reach the final temperature. This time reflects on the amount of energy stored during phase transition, allowing the treated material to maintain the temperature higher up to 6 °C during the cooling. The importance of using structured particles of PCM was also highlighted. These particles exhibited a latent heat of 168.9 J/g, melting point at 79 °C, thermal stability up to 230 °C, and they kept intact after the experiments, resisting to the temperature variation. The results presented in this work expand the applicability of PCM particles in extreme packaging processing conditions and open up new opportunities for thermo-active materials Mestrado Engenharia de Alimentos Mestra em Engenharia de Alimentos CNPQ 130100/2018-8
Databáze: OpenAIRE
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