Controlo das propriedades óticas do vidro de embalagem por modificações estruturais da rede

Abstract

A cerveja costuma ser embalada em garrafas de cor âmbar (castanho), permitindo que esta chegue ao consumidor final com a maior qualidade, pois a cor âmbar impede a penetração da radiação incidente em comprimentos de onda compreendidos entre 250 e 500 nm, enquanto os vidros brancos (transparentes e incolores) protegem apenas em comprimentos de onda inferiores a 300 nm. O presente trabalho teve como objetivo a produção de vidros e vitrocerâmicos com propriedades adequadas para embalar cerveja. Inicialmente foram preparadas composições a partir do vidro sódico-cálcico da BA Glass, às quais se adicionaram vários iões absorventes da radiação ultravioleta visível (UVVIS), como Ce e Zn, em ordem de otimizar estes vidros para bloquear uma maior gama de radiação. Foram analisadas as propriedades óticas (transmitância ótica e coloração) destes vidros e dos vitrocerâmicos produzidos posteriormente. Começou-se por produzir vitrocerâmicos com a composição da BA e da BA com agentes nucleantes. Estes vitrocerâmicos foram produzidos através de tratamentos térmicos de acordo com os valores retirados das análises térmicas diferenciais (ATD) realizadas. Posteriormente foi produzido um vidro sódicocálcio de composição semelhante ao usado pela indústria vidreira, denominase de SLS Glass. Este vidro foi criado de modo a facilitar a os eventos de ceramização, uma vez que conta com menos elementos na sua composição. De modo a facilitar a ceramização deste foram adicionados agentes nucleantes. Um dos agentes nucleantes utilizados nesta composição foram nanopartículas de ouro (Au NP). As fases cristalinas dos vitrocerâmicos foram confirmadas através da difração de raios-X (DRX). Foram analisados dois vitrocerâmicos da composição SLS e com Au NP por microscopia eletrónica de varrimento (SEM) de modo a analisar a sua microestrutura. Também, um deste vitrocerâmicos com Au NP foi analisado por microscopia de força atómica (AFM). Por fim, os resultados demonstraram que o processo de ceramização do vidro sódico-cálcico não é a melhor maneira para obter uma garrafa transparente, em comparação com as alterações na composição do vidro com iões absorventes da radiação UV-VIS.

Beer is usually packaged in amber (brown) bottles, allowing it to reach the final consumer with the highest quality, because the amber color prevents the penetration of incident radiation at wavelengths between 250 and 500 nm, while white glass (transparent and colorless) protects only at wavelengths below 300 nm. The present work aimed to produce glass and glass-ceramics with properties suitable for packaging beer. Initially, compositions were prepared from sodalime glass from BA Glass to which various ultraviolet-visible radiation (UV-VIS) absorbing ions, such as CeO2 and ZnO, were added in order to optimize these glasses to block a wider range of radiation. The optical properties (optical transmittance and coloration) of these glasses and the subsequently produced glass ceramics were analyzed. Glass ceramics were first produced with the composition of BA and BA with nucleating agents. These glass ceramics were produced through heat treatments according to the values taken from the differential thermal analysis (DTA) performed. Subsequently, a sodium-calcium glass with a composition similar to that used by the glass industry was produced, it is called SLS Glass. This glass was created to facilitate the ceramization events, since it has fewer elements in its composition. To facilitate its ceramization, nucleating agents were added. One of the nucleating agents used in this composition was gold nanoparticles (Au NP). The crystalline phases of the glass ceramics were confirmed by X-ray diffraction (XRD). Two glass ceramics of the SLS composition and with Au NP were analyzed by scanning electron microscopy (SEM) to analyze their microstructure. Also, one of these glass ceramics with Au NP was analyzed by atomic force microscopy (AFM). Finally, the results showed that the soda-lime glass ceramization process is not the best way to obtain a transparent bottle, compared to changes in glass composition with UV-VIS absorbing ions.