PT1399373E

PT1399373E - Dispositivo gerador de gás conservante

Info

Publication number: PT1399373E
Application number: PT02735718T
Authority: PT
Inventors: Ronald Douglas Sanderson; Willem Jacobus Opperman
Original assignee: Univ Stellenbosch
Priority date: 2001-06-06
Filing date: 2002-06-06
Publication date: 2007-04-30
Also published as: ES2282421T3; EP1399373B1; US7337709B2; US20040156768A1; WO2003018431A1; ATE350302T1; EP1399373A1; DE60217333D1; DE60217333T2

Description

ΕΡ 1 399 373/ΡΤ DESCRIÇÃO "Dispositivo gerador de gás conservante"

Campo do invento

Este invento refere-se a dispositivos geradores de gás conservante que são amplamente utilizados na indústria de embalamento de frutos de modo a conservar a qualidade dos frutos durante periodos prolongados de armazenamento e de vida em prateleira, sendo os dispositivos geradores de gás conservante tipicamente embalados num saco plástico juntamente com os frutos numa caixa. A técnica é ampla e particularmente utilizada no embalamento e distribuição de uvas de mesa.

Mais em particular, mas não exclusivamente, o invento refere-se a dispositivos geradores de gás de dióxido de enxofre (SO2) do tipo geral bem conhecido, em que um composto quimico que é transportado, normalmente dentro de um envelope ou sobre uma folha de papel ou similar, reage com a humidade no saco plástico para produzir dióxido de enxofre gás, que exibe a função conservante. Um composto quimico amplamente utilizado para este propósito é o metabissulfito de sódio.

Antecedentes do invento

Numerosos tipos diferentes de dispositivos geradores de dióxido de enxofre dentro da embalagem têm sido propostos e vários destes estão em utilização comercial. Embora os existentes dispositivos geradores de dióxido de enxofre sejam eficazes em alguma extensão, há deficiências em pelo menos alguns aspectos. A primeira dificuldade geral é obter um equilíbrio eficaz entre a quantidade de dióxido de enxofre produzida; a taxa a que é libertada; e o período de tempo durante o qual pode ser conseguida uma satisfatória libertação de dióxido de enxofre. Muitos dispositivos geradores de dióxido de enxofre disponíveis comercialmente geram uma quantidade satisfatória de dióxido de enxofre gás nas etapas iniciais, mas a produção de SO2 diminui depressa até um nível inaceitavelmente baixo. 2 ΕΡ 1 399 373/ΡΤ

Uma solução para este problema pode ser conseguida por mistura do composto quimicamente activo com um plastisol ou outro material formador de matriz, e curando-o com o composto activo na forma de partícula ou em pó, substancialmente distribuído uniformemente através da sua massa. Em geral, a mistura de plastisol é aplicada como uma camada a uma folha, formando um substrato, e é coberta por outra folha para formar um laminado de três camadas. Ambas as folhas são permeáveis à humidade e ao dióxido de enxofre gás. Ao assegurar um acesso adequado mas controlado pela humidade na vizinhança do composto químico dentro da massa de plastisol (i.e. no saco plástico em utilização real), a quantidade de dióxido de enxofre produzido, e a taxa a que é produzido, podem ser controladas numa extensão vantajosa. 0 controlo é conseguido pela selecção das diversas variáveis, incluindo a espessura da camada de mistura; a quantidade de composto químico misturado com o plastisol; e os meios empregues para permitir que a humidade penetre na massa de plastisol curado a uma taxa correspondente à taxa requerida de produção de dióxido de enxofre durante um período de tempo requerido. Claramente, também precisa de ser a instalação a permitir que o dióxido de enxofre gerado dentro da massa curada de plastisol migre da massa para a atmosfera no saco de embalagem para que possa desempenhar a sua acção conservante. Tal instalação estará em geral inerentemente presente mas também pode requerer uma consideração em separado.

Os referidos meios para permitir que a humidade penetre na massa de plastisol podem ser a provisão de partículas permeáveis na massa que substancialmente se tocam entre si e formam assim uma via para a humidade entrar na massa. Em alternativa ou em conjunto, pequenas bolhas de gás podem ser geradas dentro do plastisol durante o processo de cura utilizando um agente de expansão ou similar, ou pode ser misturado ar no plastisol durante a mistura conjunta do plastisol e os outros ingredientes. No último caso, o gás é tipicamente ar. Também pode ser misturado um humectante na massa de plastisol para atrair humidade para o seu interior. 0 resultante laminado é depois cortado em pedaços de uma tamanho adequado para inclusão numa embalagem. Uma composição 3 ΕΡ 1 399 373/ΡΤ deste tipo geral forma a base da Patente Sul-Africana Número 96/2517.

Contudo, a produção do laminado é difícil de controlar e, além disso, as peças cortadas de laminado podem possuir partículas de composto químico na superfície de corte. Isto pode ter um efeito prejudicial sobre os frutos que entrem em contacto directo com um tal rebordo de corte. 0 composto químico exposto nos rebordos de corte também pode ser objeccionável do ponto de vista da saúde.

Por esta razão, o laminado é por vezes colocado numa manga permeável à humidade, que é depois incluída na embalagem dos frutos, mas isto aumenta os custos de produção e é também demorado inserir individualmente cada laminado numa manga.

Em FR-A-2555552 divulga-se um dispositivo gerador de gás que compreende uma bolsa em que um produto químico libertador de gás está contido numa forma em pó. 0 químico libertador de gás reage com a humidade para proporcionar um gás conservante. A bolsa possui uma pluralidade de perfurações nela formadas para permitir o ingresso de humidade e a saída de gás conservante.

Em conformidade, existe a necessidade de proporcionar um dispositivo gerador de gás conservante dentro da embalagem que não exiba as desvantagens anteriormente referidas, pelo menos em certo grau, e que se possa fabricar de modo expedito.

Sumário do invento

De acordo com um aspecto deste invento, é proporcionado um dispositivo gerador de gás conservante dentro da embalagem, como definido na reivindicação 1. Em concretizações do invento, o dispositivo compreende uma camada de um material formador de matriz possuindo um composto gerador de gás conservante nela disperso, aderido a uma folha de transporte na forma de uma camada cobrindo uma área central da folha de transporte, de modo a formar pelo menos uma zona discreta com a área periférica da folha de transporte substancialmente isenta de tal mistura, e uma folha de cobertura unida à referida área periférica para encerrar a camada de mistura 4 ΕΡ 1 399 373/ΡΤ entre a folha de transporte e a folha de cobertura, estando a camada de matriz adaptada para permitir a geração de um gás conservante sob condições operatórias pelo composto gerador de gás a uma taxa controlada, e para permitir que ele permeie para fora da referida matriz, e em que pelo menos uma da folha de transporte e folha de cobertura é permeável ao referido gás conservante.

Caracteristicas adicionais do invento permitem que o composto gerador de gás conservante seja um composto activado pela humidade, caso em que a camada de matriz está adaptada para permitir o ingresso de humidade a uma taxa controlada; que o material formador de matriz seja um plastisol; que o plastisol seja formado com uma multitude de pequenas bolhas de gás nele retidas; que a folha de transporte possua uma superfície termoplástica à qual a folha de cobertura está ligada termicamente, tal como, por exemplo, um revestimento plástico tipicamente de polietileno numa folha de suporte que pode estar na forma de uma película de plástico mais resistente à temperatura, tal como uma película de poliéster ou um papel adequado, caso em que a folha de transporte pode ser impermeável tanto à humidade como ao gás conservante; e que a folha de cobertura seja uma folha permeável, tal como, por exemplo, uma folha de plástico fibrosa não tecida, tipicamente um tecido não tecido de poliéster.

De acordo com um segundo aspecto do invento, é proporcionado um processo de fabrico de um dispositivo gerador de gás conservante na embalagem, tal como definido na reivindicação 10. Em concretizações do invento, o processo inclui os passos de aplicação de uma camada de um material formador de matriz possuindo nele disperso um composto gerador de gás conservante a uma folha de transporte estendida, estando a camada disposta em zonas discretas espaçadas entre si e estando cada uma rodeada por uma área da material de folha de transporte isento de tal matriz; tratamento da matriz conforme necessário de modo a curá-la, secá-la ou estabilizá-la; cobertura da folha estendida com uma folha de cobertura; obrigar a folha de cobertura a focar ligada à folha de transporte nas referidas áreas isentas da referida mistura, e subdividindo a folha de transporte estendida e folha de cobertura associada para formar 5 ΕΡ 1 399 373/ΡΤ dispositivos geradores de gás conservante na embalagem contendo uma ou mais das referidas zonas discretas.

Caracteristicas adicionais deste aspecto do invento permitem que a mistura seja como definida anteriormente; que a mistura seja aplicada à folha de transporte por um processo de extrusão em que uma camada de mistura é forçada sob pressão positiva através de um bocal sobre uma folha de transporte estendida em movimento, tendo o bocal convenientemente uma largura aproximadamente igual à largura das referidas zonas discretas, e em que o distanciamento dos bocais em relação à folha de transporte em movimento, pelo menos em parte, determina a espessura da camada; que a folha de transporte tenha uma superfície termoplástica tipicamente formada como uma camada termoplástica ligada a uma folha de suporte que pode estar na forma de uma película de plástico mais resistente à temperatura ou um papel adequado; que o material formador de matriz seja um plastisol, caso em que a sua cura é efectuada por aquecimento; e que o composto gerador de gás conservante seja adaptado a formar dióxido de enxofre sob contacto com humidade.

Na sua forma mais preferida, o processo do invento é realizado numa base substancialmente contínua, extrudindo uma camada da referida mistura em zonas discretas sobre uma folha de transporte estendida em movimento, que é depois conduzida através de um equipamento de aquecimento para curar o material formador de matriz, após o que a ligação térmica da folha de cobertura à folha de transporte é realizada ao longo de faixas longitudinais e transversais entre as referidas zonas discretas.

Para que o invento seja compreendido mais completamente, uma sua concretização será agora descrita com referência aos desenhos em anexo.

Breve descrição dos desenhos

Nos desenhos: A Figura 1 é uma vista isométrica parcialmente cortada de um único dispositivo gerador de gás conservante na 6 ΕΡ 1 399 373/ΡΤ embalagem de acordo com o invento; e A Figura 2 é uma ilustração esquemática do processo através do qual é produzido o dispositivo gerador de gás ilustrado na Figura 1.

Descrição detalhada com referência aos desenhos

Nesta concretização do invento um dispositivo gerador de dióxido de enxofre dentro da embalagem compreende uma folha de transporte (1) que, neste caso particular é uma pelicula de poliéster possuindo sobre uma sua superfície uma camada ou película de um material termoplástico mais apropriado a soldadura térmica a temperatura mais baixa, tal como polietileno, por exemplo. A construção exacta da folha de transporte irá depender da necessidade. A folha pode ser, por exemplo, uma folha co-extrudida.

Em alternativa, uma película de poliéster pode ser impressa com um ou mais materiais informativos identificadores e decorativos e depois ter sobre si uma película de polietileno laminado, do modo conhecido na indústria de embalagem. Em qualquer caso, a construção torna a folha de transporte impermeável tanto à humidade como ao dióxido de enxofre gás. Como indicado, a camada de polietileno torna essa superfície, que está orientada de modo operativo interiormente (i.e. de modo ascendente na orientação ilustrada), susceptível a soldadura térmica.

Uma zona discreta (2) substancialmente rectangular de uma camada de um material formador de matriz, neste caso na forma de um plastisol de PVC, e um composto gerador de dióxido de enxofre na forma de metabissulfito de sódio, é aderida a uma folha de transporte, de tal forma que uma área periférica (3) não limitada é deixada desprovida de qualquer mistura. Esta mistura de matriz é descrita em seguida com maior detalhe.

Uma folha de cobertura (4), neste caso feita de um tecido fibroso não tecido de poliéster, cobre a zona discreta de mistura de matriz curada e é unida termicamente à camada de polietileno ou folha de transporte ao redor de toda a 7 ΕΡ 1 399 373/ΡΤ periferia, como indicado pelo número (5) . A união é, neste caso, mais uma união mecânica que uma verdadeira união soldada por fusão. Como alternativa ao tecido anterior, poderia ser utilizado como folha de cobertura permeável um tecido do tipo polimero-manta de polipropileno ou polietileno.

Em utilização, o dispositivo gerador de dióxido de enxofre dentro da embalagem pode ser utilizado de maneira normal, instalando-o sobre os frutos (ou vegetais) num saco de plástico, habitualmente numa caixa de cartão. 0 dispositivo gerador está orientado com a folha de cobertura directamente para baixo e para os frutos, de modo que a humidade possa ser recebida através dele para migrar para a matriz para activar o composto gerador de dióxido de enxofre de uma forma controlada durante um periodo de tempo pré-designado. Claramente, não há desperdício de dióxido de enxofre gás dado que a folha de transporte impermeável está dirigida para fora e a folha de cobertura permeável permite que o gás gerado passe directamente para os frutos. Também há pouca possibilidade de qualquer parte da camada de mistura entrar em contacto directo com os frutos ou, quanto a isso, com qualquer parte de uma pessoa que manipule o dispositivo gerador de dióxido de enxofre ou os frutos. 0 SO2 gás será geralmente apenas gerado a níveis de humidade relativamente elevados dentro da embalagem, por exemplo, a níveis de humidade entre 85 e 100%. A taxa a que o SO2 gás é libertado do dispositivo pode variar de acordo com necessidades específicas, e em geral a taxa ou é uma taxa de libertação "constante" ou uma taxa de libertação de "pico agudo". Se o dispositivo está configurado para gerar uma taxa de libertação constante, então o SO2 geralmente começa a ser libertado dentro de 12 horas após o embalamento, e aumenta até que a concentração de SO2 dentro da embalagem seja cerca de 30 ppm. Posteriormente, a concentração de SO2 irá diminuir gradualmente até entre 5 e 15 ppm ao longo de um período de seis a oito semanas. Contudo, se o dispositivo está configurado para produzir uma taxa de libertação de "pico agudo", então a concentração de SO2 dentro da embalagem irá subir até cerca de 70 a 80 ppm dentro de 1 a 2 dias, e irá depois diminuir até 5 a 10 ppm em alguns dias, e esta menor concentração pode ser mantida durante seis a oito semanas. 8 ΕΡ 1 399 373/ΡΤ

Referindo agora a produção do dispositivo gerador de dióxido de enxofre anteriormente descrito, e a composição da camada de matriz, a configuração exacta e a mistura de matriz irão depender da necessidade, em particular, da pretendida vida em prateleira ou em armazém dos frutos considerados, da natureza dos frutos, do custo permitido para o dispositivo gerador de dióxido de enxofre e outras considerações.

Apenas como exemplo de um plastisol que mostrou ser bem sucedido no embalamento de uvas, apresenta-se em seguida uma fórmula preferida: ‘PVC em pó possuindo um índice K de 80: 58,0% :Plastificante de óleo de soja epoxidado (ESBO) :(disponível na África do Sul em Chemserve Ltd) 40,0% :Estabilizante na forma de Estearato de Zinco em ESBO como portador (disponível em Chemserve Ltd) 1,0% Agente de expansão sendo Tracei DB145 NER (uma mistura de azodicarbonamida de Tramanco, Pinneburg, Alemanha) 1,0% A isto juntaram-se partículas de metabissulfito de sódio com um tamanho de partícula <100 pm numa quantidade de 0,2 kg (variável de 0,1 a 0,3 kg conforme a aplicação particular) por kg da anterior mistura de plastisol. A mistura de matriz foi misturada sob vácuo num misturador.

Os dispositivos geradores de dióxido de enxofre dentro da embalagem anteriormente descritos são preferivelmente fabricados numa base substancialmente continua, utilizando uma folha de transporte estendida na forma de rolo como indicado pelo número (6) na Figura 2, sendo a folha de transporte transportada num sistema de suporte através de uma série de artigos de equipamento de processamento. O primeiro destes artigos é um dispositivo de extrusão (7) que está adaptado para extrudir a mistura de matriz através de uma série de bocais na forma de ranhuras que se prolongam através da largura do dispositivo. A camada de matriz extrudida é descontínua, de modo que zonas discretas (8) rectangulares da matriz são depositadas sobre a folha de 9 ΕΡ 1 399 373/ΡΤ transporte em movimento. A folha é depois obrigada a passar sob uma série de aquecedores de infravermelhos (9) para curar o plastisol. A seguir, material de folha de cobertura proveniente de um seu rolo (10) é aplicado sobre a folha de transporte com as zonas discretas de mistura de matriz curada sobre ela.

Uma estação de soldadura (11) obriga a folha de cobertura a tornar-se unida termicamente à superfície plastificada da folha de transporte ao longo de faixas transversais e longitudinais. A estação final (12) é uma estação de corte e separação que subdivide a rede substancialmente continua de dispositivos geradores de dióxido de enxofre, como descrito anteriormente, nas dimensões pretendidas.

Será entendido que inúmeras variações podem ser realizadas a partir da concretização do invento anteriormente descrita sem afastamento seu âmbito. Em particular, a fórmula empregue para fabrico da matriz pode variar amplamente, assim como o processo de produção de dispositivos geradores de gás conservante dentro da embalagem. De igual modo, o invento não deve ser interpretado como estando limitado a dióxido de enxofre como gás conservante, podendo ser utilizado qualquer outro gás conservante capaz de geração in situ.

Lisboa,

Claims

ΕΡ 1 399 373/ΡΤ 1/4 REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo gerador de gás conservante, que inclui: . uma folha de transporte (1); • uma camada de um material formador de matriz, que é um polimero plastificado, possuindo nele disperso um composto gerador de gás conservante, estando a camada de material formador de matriz adaptada para permitir a geração de um gás conservante sob as condições operatórias na presença de humidade pelo composto gerador de gás conservante a uma taxa controlada, e para permitir que o gás permeie para fora da matriz formada pelo material, estando o material formador de matriz aderido à folha de transporte (1) na forma de uma camada que cobre uma área da folha de transporte (1), de modo a formar pelo menos uma zona discreta (2), estando uma área periférica (3) da folha de transporte (1) que rodeia a zona(s) discreta (s) substancialmente desprovida de material formador de matriz; e • uma folha de cobertura (4) unida à referida área periférica (3) para encerrar a camada de material formador de matriz entre a folha de transporte (1) e a folha de cobertura (4); em que uma da folha de transporte (1) e folha de cobertura (4) é permeável ao referido gás conservante, e a outra folha é impermeável ao gás conservante.
2. Dispositivo gerador de gás de acordo com a reivindicação 1, em que o gás conservante é dióxido de enxofre.
3. Dispositivo gerador de gás de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, em que o material formador de matriz é formado com uma multitude de bolhas de gás nele retidas.
4. Dispositivo gerador de gás de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, em que a folha de transporte (1) possui uma superfície termoplástica à qual a folha de cobertura (4) está unida termicamente. ΕΡ 1 399 373/ΡΤ 2/4
5. Dispositivo gerador de gás de acordo com a reivindicação 4, em que a superfície termoplástica é um revestimento plástico de polietileno sobre uma folha de suporte de um filme de plástico resistente à temperatura ou um papel adequado, e em que a folha de transporte (1) é impermeável tanto à humidade como ao gás conservante e a folha de cobertura (4) é uma folha permeável ao gás.
6. Dispositivo gerador de gás de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, em que a folha de cobertura (4) é uma folha de plástico fibroso não tecido.
7. Dispositivo gerador de gás de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, em que se pretende que o gás conservante seja formado sob condições de humidade de 85 a 100%.
8. Dispositivo gerador de gás de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, que inclui uma pluralidade de zonas discretas (2) de material formador de matriz, estando cada zona rodeada por uma área periférica (3) que está substancialmente isenta de material formador de matriz.
9. Dispositivo gerador de gás de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, em que o material formador de matriz é um plastisol.
10. Processo de fabrico de um dispositivo gerador de gás conservante de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, que inclui os passos de: • aplicação sobre uma folha de transporte (6) estendida de uma camada de um material formador de matriz, que é um polímero plastificado, possuindo nele disperso um composto gerador de gás conservante, estando a camada de material formador de matriz disposta em zonas discretas (8) espaçadas entre si, e estando cada uma rodeada por uma área de material de folha de transporte substancialmente desprovido de tal material formador de matriz; • tratamento opcional do material formador de matriz para o curar, secar, ou estabilizar; • recobrimento da folha estendida com uma folha de cobertura ΕΡ 1 399 373/ΡΤ 3/4 (10) ; • sujeição da folha de cobertura (10) a tornar-se unida à folha de transporte (6) nas referidas áreas desprovidas do material formador de matriz; e • subdivisão opcional da folha de transporte (6) estendida e folha de cobertura (10) associada, para formar dispositivos geradores de gás conservante dentro da embalagem contendo uma ou mais das referidas zonas discretas (8) , possuindo cada dispositivo uma área periférica substancialmente isenta de matriz nos seus rebordos exteriores.
11. Processo de acordo com a reivindicação 10, em que o composto gerador de gás conservante forma dióxido de enxofre sob contacto com humidade.
12. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 10 ou 11, em que o material formador de matriz é aplicado à folha de transporte (6) por um processo de extrusão em que uma camada do material formador de matriz é extrudida através de pelo menos um bocal (7) sobre uma folha de transporte (6) estendida e em movimento, sendo o bocal(s) de uma largura aproximadamente igual à largura das referidas zonas discretas (8) e em que o distanciamento do bocal(s) em relação à folha de transporte (6) em movimento, pelo menos em parte, determina a espessura da camada.
13. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 ou 11, em que a folha de transporte (6) possui uma superfície termoplástica formada como uma camada termoplástica unida à folha de suporte; e a folha de cobertura (10) é fabricada a partir de um material permeável à humidade e ao gás.
14. Processo de acordo com a reivindicação 13, em que a folha de suporte é uma película de plástico resistente à temperatura ou um papel adequado.
15. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 14, em que o material formador de matriz é um polímero plastificado.
16. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações ΕΡ 1 399 373/ΡΤ 4/4 10 a 15, em que o material formador de matriz é um plastisol que é curado por aquecimento.
17. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 16, que é realizado numa base substancialmente continua por extrusão de uma camada do referido material formador de matriz em zonas discretas (8) sobre uma folha de transporte (6) estendida e em movimento, que é depois passada através de um equipamento de aquecimento (9) para curar o material formador de matriz, após o que é realizada a união térmica da folha de cobertura (10) à folha de transporte (6), ao longo de faixas longitudinais e transversais entre as referidas zonas discretas (8). Lisboa,