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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.85.2011.tde-26012012-105009
Documento
Autor
Nome completo
Juliana Nazaré Alves
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2011
Orientador
Banca examinadora
Arthur, Valter (Presidente)
Aquino, Simone
Moura, Esperidiana Augusta Barretos de
Potenza, Marcos Roberto
Taipina, Magda Sinigallia
Título em português
Avaliação dos efeitos da radiação por feixe de elétrons na resistência de embalagens a Lasioderma serricorne, Plodia interpunctella e Sitophilus zeamais
Palavras-chave em português
alimentos desidratados
embalagens flexíveis
Lasioderma serricorne
Plodia interpunctella
radiação ionizante
Sitophilus zeamais
Resumo em português
As pragas de produtos armazenados constituem um problema para o homem, depreciando produtos e causando prejuízos econômicos. Dentre estas pragas temos o Lasioderma serricorne (F. 1792), Sitophilus zeamais (M. 1855) e Plodia interpunctella (H. 1813) conhecidos por infestar produtos armazenados como: grãos, farelos, farinhas, café, fumo, frutas secas e especiarias. Essas pragas perfuram e adentram as embalagens, ovipositando sobre o substrato. Neste contexto a embalagem desempenha um papel fundamental, impedindo o contato e proliferação de pragas no produto acondicionado. Assim, para proteger o produto acondicionado e prolongar a sua vidaútil a embalagem deve apresentar boa resistência mecânica à tração e à perfuração, boa selabilidade, boas propriedades de barreira e não transferir odores nem sabores estranhos ao produto acondicionado. A radiação ionizante pode causar mudanças estruturais nos materiais poliméricos de embalagens, essas mudanças são causadas pelos processos de cisão e reticulação das cadeias poliméricas. Estes são processos concorrentes e a predominância de um sobre o outro depende da estrutura química do polímero, das condições da irradiação e de fatores específicos do material que irá absorver a energia. Este trabalho teve o objetivo de avaliar as mudanças nas propriedades mecânicas de estruturas de embalagem utilizadas para armazenar granola, barra de cereais e macarrão, bem como suas resistências a perfuração por L. serricorne, P. interpunctella e S. zeamais, quando submetidas a radiação por feixe de elétrons. Na metodologia foram utilizadas cinco estruturas de embalagem comercialmente utilizadas para armazenar granola, barra de cereais e macarrão compostas por (Polipropileno bi-orientado metalizado/Polipropileno bi-orientado coextrusado - BOPPmet/BOPP 50 μm), (Polipropileno bi-orientado/Polipropileno - BOPP/PP 50 μm), Poli(tereftalato de etileno) metalizado/Polipropileno bi-orientado coextrusado - PETmet/BOPP 32 μm), Poli(tereftalato de etileno)/Polipropileno - PET/PP1 72 μm) e Poli(tereftalato de etileno)/Polipropileno - PET/PP2 32 μm). As estruturas de embalagens foram submetidas à doses de radiação entre 0, 10, 20 e 60 kGy, em um acelerador de elétrons de 1,5 MeV, 25 mA e 37,5 kW, à taxa de dose de 11,22 kGy/s, temperatura ambiente e presença de ar. Oito dias, 2 meses e 6 meses após as irradiações foram realizados ensaios mecânicos de resistência a tração e elongação na ruptura, resistência da selagem e resistência à perfuração, todos com base nas suas respectivas normas ASTM [35]. Os ensaios de perfuração por insetos foram realizados em sala climatizada, onde amostras irradiadas nas doses de 0, 10, 20 e 60 kGy foram seladas contendo 40 g de granola, 40 g de macarrão e barra de cereais em número de nove por ensaio, e divididas igualmente em três caixas plásticas teladas por dose estudada. Em cada caixa foram adicionados 20 adultos de cada inseto em por 60 dias, quando as embalagens foram avaliadas para verificação de possíveis perfurações. As diferenças entre os resultados das amostras foram estatisticamente avaliados pelo método ANOVA (p<0,05). Os resultados mostraram que quanto à resistência a perfuração por L. serricorne, P. interpunctella e S. zeamais as estruturas poliméricas avaliadas apresentaram baixa resistência à perfuração por insetos antes e após o tratamento. BOPPmet/BOPP (50 μm), PETmet/BOPP (32 μm), PET/PP1 (72 μm) e PET/PP2 (32 μm) apresentaram perdas significativas nas estruturas nas propriedades mecânicas estudadas. O BOPP/PP (50 μm) apresentou o melhor conjunto de respostas nas propriedades mecânicas ao tratamento por radiação com feixe de elétrons em doses de até 10 kGy. Dentre as propriedades mecânicas avaliadas a selagem foi a mais afetada pela radiação ionizante, tendo apresentado, em geral, perdas crescentes com a dose de radiação.
Título em inglês
Radiation effects evaluation for electrons sheaf in packages resistance in a Lasioderma serricorne, Plodia interpunctella and Sitophilus zeamais
Palavras-chave em inglês
dry foods
flexible packaging
Lasioderma serricorne
Plodia interpunctella
radiation for electron beam
Sitophilus zeamais
Resumo em inglês
The plagues of stored products consist of a man problem, depreciating products and causing economical damages. Among these curses we have Lasioderma serricorne (F. 1792), Sitophilus zeamais (M. 1855) and Plodia interpunctella (H. 1813) known by infesting stored products as: grains, brans, flours, coffee, tobacco, dried fruits and spices. These curses perforate and penetrate the packages, ovipositing over the substratum. In this context the package plays a fundamental part, preventing the contact and curses proliferation in the packed product. So, to protect the packed product and to prolong its shelf life, the package should have good mechanical resistance to tension and perforation, good sealing, good barrier properties and should not transfer odors nor strange flavors to the packed product. The ionizing radiation can cause structural changes in polymer packages, these changes are caused by the scission processes and reticulation of the polymers chains. These are concurrent processes and the predominance of one over the other depends on the chemical structure of the polymer, the irradiation conditions and specific factors of the material that will absorb the energy. This work had the objective to evaluate the changes in mechanical properties of package structures used to store granola, cereal bar and pasta, as well as its resistance to perforation by L. serricorne, P. interpunctella and S. zeamais, when submitted to electrons sheaf radiation. In this methodology were used five structures of commercially utilized packages to store granola, cereal bar and pasta composed by (Polypropylene bi-oriented metallic/Polypropylene bi-oriented coextruded - BOPPmet/BOPP 50 μm), (Polypropylene bi-oriented/Polypropylene - BOPP/PP 50 μm), Poli (ethylene terephthalate) metallic/Polypropylene bi-oriented coextruded - PETmet/BOPP 32 μm), Poli (ethylene terephthalate) /Polypropylene - PET/PP1 72 μm), Poli (ethylene terephthalate)/Polypropylene - PET/PP2 32 μm). The structures of packaging were submitted to radiation doses between 0, 10, 20 and 60 kGy, in one electron accelerator of 1,5 M and V, 25 mA and 37,5 kW, dose tax of 11,22 kGy / s, room temperature and air presence . Eight days, Two and Six months after irradiations, mechanical resistance experiment were accomplished to tension and elongating in rupture, sealing resistance and perforation resistance, all based in respective ASTM norms. The perforation experiment by insects were realized in an acclimatized room, where irradiated samples in doses of 0, 10, 20 and 60 kGy were sealed containing 40 g of granola, 40 g of pasta and cereal bar in number of nine by experiment, and equally divided in three plastic screened boxes by studied dose. In each box 20 adults of each insect were added in for 60 days, when the packages were evaluated to verify possible perforations. The differences between the sample results were statistically evaluated by ANOVA (p<0.05). The results showed that concerning the perforation resistance by L. serricorne, P. interpunctella and S. zeamais the polymeric structures evaluated showed low resistance by insects perforation before and after the treatment. BOPPmet/BOPP (50 μm), PETmet/BOPP (32 μm), PET/PP1 (72 μm) and PET/PP2 (32 μm) structures showed significant losses in mechanical properties studied. The BOPP/PP (50 μm) showed the best set of answers in mechanical properties to the radiation treatment with electrons sheaf up to 10 kGy doses. Among the mechanical properties evaluated, sealing was the most affected by ionizing radiation, has shown, in general, increasing losses with radiation dose.
 
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Data de Publicação
2012-01-30
 
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