Especificação

Propriedades de barreira: leitura e especificação de OTR e WVTR

O prazo de validade é decidido por dois números. Ambos são expressos em unidades que ninguém usa em conversa, ambos são sem sentido sem as condições de ensaio impressas ao lado, e ambos são rotineiramente comparados entre fichas técnicas que foram medidas de forma diferente.

O que os dois números medem

Um mede a entrada de oxigénio, o outro mede a passagem de humidade em qualquer direção.

OTR — taxa de transmissão de oxigénio. Quanto oxigénio passa por uma determinada área de filme num determinado tempo. Geralmente expresso como cc/m²/dia, por vezes cc/100in²/dia. Menor é melhor. O oxigénio oxida as gorduras, desbota o pigmento e permite que os organismos de deterioração aeróbia atuem, pelo que o OTR é o número determinante para café, frutos secos, snacks, carne curada e qualquer produto com alto teor de gordura.

WVTR — taxa de transmissão de vapor de água. Quanto vapor de água atravessa, expresso em g/m²/dia. Menor é melhor. Governa se um produto seco fica mole e se um produto húmido seca. Note que a direção funciona nos dois sentidos: o WVTR é tão importante para reter a humidade como para a manter fora.

Um filme pode ser excelente num e fraco no outro. O EVOH é uma barreira ao oxigénio excecional e uma fraca barreira à humidade — e o seu desempenho ao oxigénio degrada-se à medida que a humidade aumenta, razão pela qual é normalmente encapsulado entre camadas de poliolefina que mantêm a água afastada. O PE é o inverso: boa barreira à humidade e fraca ao oxigénio.

Por que razão duas fichas técnicas geralmente não são comparáveis

Ambos os valores mudam por uma ordem de magnitude consoante as condições em que foram medidos, e as condições são as letras miúdas.

O OTR é medido a uma temperatura e humidade relativa definidas. Um valor obtido a 23°C e 0% HR parecerá muito melhor do que o mesmo filme medido a 23°C e 90% HR, particularmente para qualquer estrutura contendo EVOH ou nylon. O WVTR é igualmente medido a uma temperatura e gradiente de humidade definidos — 38°C a 90% HR é uma condição tropical comum e dá um número muito mais elevado do que uma condição temperada.

A espessura também tem de ser declarada. A barreira através de uma camada homogénea é em termos gerais inversamente proporcional à sua espessura, pelo que um valor sem espessura associada não é uma especificação.

Três elementos a verificar em qualquer ficha técnica de barreira antes de a comparar com outra:

  • Temperatura de ensaio e humidade relativa para cada valor.
  • A espessura de filme a que o valor se aplica.
  • A norma de ensaio utilizada — os métodos ASTM e ISO nem sempre produzem resultados idênticos.

Onde esses elementos estão ausentes, o número é marketing em vez de dados. É legítimo pedir o relatório completo, e preferimos que nos peçam.

Trabalhar a partir do prazo de validade

A direção útil é partir do prazo de validade que necessita para a barreira que o proporciona, não de um valor de barreira para uma esperança.

A cadeia é: a quantidade de oxigénio ou humidade que o produto pode absorver antes de ser inaceitável, dividida pela velocidade a que a embalagem o deixa entrar, dá-lhe o tempo que tem. Para trabalhar com isso precisa de quatro elementos:

  • O critério de falha — o índice de peróxido, teor de humidade ou limiar sensorial a partir do qual o produto deixa de ser comercializável.
  • O espaço de cabeça — quanto oxigénio está dentro da embalagem no momento em que é selada. A insuflação com azoto altera completamente a resposta.
  • A relação entre área superficial e volume — uma embalagem pequena tem proporcionalmente mais filme por grama de produto e, portanto, um prazo de validade mais curto com a mesma barreira.
  • As condições de armazenamento — a distribuição tropical ambiente é um problema diferente da distribuição refrigerada em zona temperada.

Um cálculo elaborado coloca-o na banda correta; ensaios de prazo de validade acelerados e depois em tempo real na embalagem real são o que o confirma. Quem promete um prazo de validade a partir de uma estrutura apenas, sem os dados do produto, está a adivinhar — incluindo nós.

O que cada estrutura proporciona, aproximadamente

Ordenação suficiente para saber em que conversa está antes de pedir números.

  • Monocamada de PE — boa barreira à humidade, fraca barreira ao oxigénio. Adequado para artigos secos não sensíveis ao oxigénio.
  • Laminado PET/PE — moderado em ambos, boa rigidez e impressão. O cavalo de batalha de uso geral.
  • PET/AL/PE com folha de alumínio — efetivamente uma barreira total para ambos. Opaco, e não é reciclável em qualquer fluxo normal.
  • Estruturas de PET metalizado — elevada barreira, grande parte do benefício da folha de alumínio a menor custo e peso, mas a camada metalizada é vulnerável a fissuras por flexão.
  • Co-extrusões com EVOH — barreira ao oxigénio muito elevada, sensível à humidade, necessita de camadas de proteção em ambos os lados.
  • PE ou PP mono-material com revestimento de alta barreira — a via reciclável. A barreira melhorou substancialmente e cobre agora muitas aplicações que anteriormente exigiam folha de alumínio, embora não as mais exigentes.

Essa última linha é a que vale a pena planear. Se vem aí um requisito de reciclabilidade, a questão é se uma estrutura mono-material com revestimento cumpre o objetivo de barreira, e a resposta é específica da aplicação. É um ensaio, não uma opinião.

Perguntas frequentes

Qual é um bom OTR para café?

O café torrado necessita de uma barreira elevada ao oxigénio e de uma válvula de desgaseificação, porque liberta CO2 após a torra enquanto ainda necessita que o oxigénio seja mantido fora. O objetivo específico depende da torra, da moagem e do prazo de validade que está a declarar, pelo que é definido a partir dos dados do produto e não de um valor padrão.

Um filme mais espesso oferece sempre melhor barreira?

Dentro de um mesmo material, em termos gerais sim e aproximadamente em proporção. Entre materiais, não — uma camada fina de EVOH ou metalizada supera em muitas ordens de magnitude uma de polietileno muito mais espessa em termos de barreira ao oxigénio.

Por que a minha estrutura com EVOH tem desempenho inferior em condições húmidas?

O EVOH absorve humidade e a sua barreira ao oxigénio diminui à medida que isso acontece. Tem de ser protegido entre camadas de poliolefina, e o valor da ficha técnica tem de ser lido à humidade que o produto irá efetivamente encontrar.

Um saco mono-material reciclável consegue igualar um laminado com folha de alumínio?

Não no topo da gama. As estruturas mono-material com revestimento de alta barreira cobrem agora uma grande parte das aplicações que antes exigiam folha de alumínio, mas os produtos mais sensíveis ao oxigénio com longo prazo de validade ainda ficam fora do que conseguem fazer.

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