UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS
EM 423 – Resistência dos Materiais
Resistência mínima de um picote de
embalagens tipo bag-in-box
Prof. Roberto Toledo Assumpção
Grupo:
Maria Clara Caetano Silva RA 024566
Martha Vieira dos Santos RA 024657
Natália Vittoruzzo Martinez RA 024744
Rubia Daniele Beraldo RA 025120
Índice
1 Objetivo ... 2
2 Introdução... 2
3 Escopo ... 4
4 Determinação experimental da resistência do picote ... 5
4.1 Cálculos ... 5
1. Objetivo
Este trabalho tem como objetivo calcular a resistência mínima de um picote de embalagens tipo bag-in-box, bem como a faca ideal para produzi-lo.
2. Introdução
Bag-in-box é uma embalagem plástica flexível (conforme Figura 1) destinada ao acondicionamento de produtos (principalmente alimentos) líquidos ou pastosos, como polpas de fruta, xaropes de refrigerante, mix de sorvetes, vinhos etc.
Figura 1. A embalagem bag-in-box
No processo de envase desta embalagem normalmente são utilizadas máquinas automatizadas, as quais praticamente não requerem mão-de-obra durante o processo. Para que isso seja possível, as embalagens são produzidas em tiras contínuas (conforme ilustrado na Figura 2) e são separadas somente na máquina automática, após o envase da embalgem com produto.
Figura 2. União das embalagens em tiras contínuas antes do processo de envase Depois de envasada, a embalagem desliza em um plano inclinado, puxando, desta forma, a próxima embalagem para a operação de envase. A primeira embalagem permanece presa à segunda enquanto esta é envasada e só no momento que esta operação termina é que a primeira embalagem é separada, permitindo que a segunda embalagem envasada deslize sobre o plano inclinado (conforme esquema ilustrado na Figura 3).
Para facilitar a separação das embalagens depois de envasadas, as tiras precisam ser picotadas.
Figura 3. Processo de envase de embalagem
Obviamente, o processo de envase dessas embalagens requer uma certa resistência do picote existente entre as embalagens, uma vez que a embalagem envasada permanece presa em um plano inclinado enquanto a embalagem subsequente é envasada.
Envase Ângulo do Plano Inclinado Embalagem envasada Picote Faca Primeira etapa Segunda etapa Terceira etapa
Para produzir um picote são utilizadas facas dentadas em forma de discos, as quais podem ter diferentes quantidades de dentes (os quais são responsáveis pelo corte). De acordo com esta quantidade, são obtidos picotes com uma determinada distância entre os cortes (conforme ilustrado na Figura 4), a qual está diretamente relacionada à sua resistência propriamente dita.
Figura 4. Exemplos de facas para fazer o picote nas embalagens 3. Escopo
Este trabalho irá calcular a resistência mínima requerida a um picote de um bag-in-box de
3L de vinho, cujo peso específico é aproximadamente 0,98 g/cm3, para um plano inclinado
da máquina de envase de 150o.
A partir desta resistência, será determinado o tipo de picote ideal a ser utilizado nas embalagens, de forma a permitir um bom desempenho no momento do envase.
A resistência atingida por cada tipo de picote será determinada experimentalmente, utilizando-se 4 facas diferentes, todas com 75 cm de diâmetro e número de dentes de acordo com a Tabela 1. Cada dente possui 0,5 cm de largura.
Tabela 1. Facas a serem testadas
Faca Quantidade de dentes 1 90 2 110 3 130 4 150
4. Determinação experimental das resistências de picote Diagrama de forças
Onde:
P = Força Peso da embalagem envasada
R = Resistência requerida pelo picote para que a embalagem não se separe = 30o 4.1 Cálculo P = R cos (90- ) R = P . cos (90- ) R = V = 0,98 . 3 Cos (60o) 0,5 R = 1,47 Kg 5. Conclusão
Através da análise dos resultados conclui-se que para um plano inclinado da máquina de envase de 150o a resistência mínima requerida a um picote de um bag-in-box de 3L de
vinho (0,98 g/cm3) é de 1,47Kg. Sendo assim, a faca número 2 (com 110 dentes) é a melhor a ser utilizada porque produz um picote com resistência de 1,50 Kg.
P
α
R
