Desenvolvimento de uma cápsula de café biodegradável

Abstract

Este trabalho foi desenvolvido no âmbito da unidade curricular Dissertação em Engenharia de Polímeros do plano de estudos do Mestrado Integrado em Engenharia de Polímeros. O projeto foi realizado na empresa CS Plastic, localizada em Santo Tirso, e que labora na área da injeção de plásticos. O impacte ambiental, causado pelos produtos no final do seu ciclo de vida, é cada vez mais ponderado pelo tecido empresarial. As cápsulas de café, após a sua utilização, são depositadas em lixeiras ou aterros, uma vez que o método de incineração deixou de ser utilizado, devido a todas consequências ambientais nefastas que daí advinham. Este projeto tem como principal objetivo o desenvolvimento de uma nova cápsula de café biodegradável, com base na norma EN 13432, respeitante à biodegrabilidade e compostabilidade. Em primeiro lugar, procedeu-se a um estudo de mercado das matérias-primas biodegadáveis existentes, tendo-se verificado a existência de 3 grades: Apinat DP2267/1, Apinat 2267/2 e Apinat 2289/2. Seguidamente estes materiais foram sujeitos a ensaios de biodegradação, flexão e tração para serem analisados e comparados. Foi também calculada a temperatura de amolecimento (VICAT) de cada um. Testadas as cápsulas, existentes no mercado, e analisadas as falhas das mesmas nas máquinas de café, foram desenhados, em SolidWorks, novos projetos com novas medidas. Posteriormente, produziram-se três novos protótipos, através das técnicas CNC (Comando numérico computadorizado) e FDM (Fused Deposition Modeling), com o objetivo de verificar se as alterações produzidas se adequavam ao suporte mecânico da máquina de café. Verficou-se que os protótipos funcionavam para as máquinas de modelo mais avançado, não obstante deixarem de funcionar em modelos anteriores. Constatou-se, de seguida, que isto se devia a questões que se prendiam com o embalamento do café e não por questões imputáveis às cápsulas.

This work was developed as part of the Dissertation in Polymer Engineering which integrates the curriculum of the Polymer Engineering Master. The project was conducted in the CS Plastic Company, located in Santo Tirso, which works in the field of plastic injection. The environmental impact caused by the products at the end of its life cycle, is increasingly weighted by the business community. After being used, the coffee capsules, are deposited in dumps or landfills, since the method of incineration is no longer used due to all adverse environmental consequences that were resulting from this process. This project aims to develop a new biodegradable coffee capsule, based on EN 13432 norm, concerning the biodegradability and compostability. Firstly, a market research was conducted to determine which biodegradable materials were available, and was establish the existence of three grades: Apinat DP2267/1, Apinat 2267/2 and Apinat 2289/2. These materials were then subjected to biodegradation tests, flexion and traction to be analysed and compared with each other. The individual softening temperature (VICAT) was also calculated. After testing the capsules available in the market, and having analysed their failures in the coffee machines, we proceed to design, in SolidWorks, new projects with new dimensions. Subsequently, three new prototypes were produced, resorting to CNC (computer numerical command) and FDM (Fused Deposition Modeling) techniques, in order to verify if the changes produced were suitable for mechanical support of the coffee machines. It was verified that the prototype worked with the more advanced machines models but, nevertheless, didn’t work with the older models. Then, it has been found, that it was a problem of packing the coffee rather than structural reasons.