Ecodiseño en el envasado de alimentos Unidad 11: Envasado en atmósfera modificada Gabriel Laslu, Dipl. Eng. (IDT1), [email protected]Gabriel Mustatea, Ph. D. [email protected]1 Eco-design for food packaging, Unit 11. AMBALAJE cu atmosferă MODIFICATĂ (Draft 1) El presente material didáctico, creado por el consorcio ECOSIGN, está bajo una Licencia Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivadas 4.0 Internacional. Ecoinnovation Skills for European Designers.Project number: 652573-EPP-1-2015-SI-EPPKA2-SSA. El presente Proyecto ha sido financiado con el apoyo de la Unión Europea. Esta publicación (comunicación) es responsabilidad exclusiva de su autor. La Comisión no es responsable del uso que pueda hacerse de la información aquí difundida.
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Ecoinnovation Skills for European Designers, Project number: 562573-EPP-1-2015-1-SI-EPPKA2-SSA. This publication reflects the views only of the author, and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.
Ecodiseño en el envasado de alimentosUnidad 11: Envasado en atmósfera modificada
1Eco-design for food packaging, Unit 11. AMBALAJE cu atmosferă MODIFICATĂ (Draft 1)
El presente material didáctico, creado por el consorcio ECOSIGN, está bajo una Licencia Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivadas 4.0 Internacional.
Ecoinnovation Skills for European Designers.Project number: 652573-EPP-1-2015-SI-EPPKA2-SSA. El presente Proyecto ha sido financiado con el apoyo de la Unión Europea. Esta publicación (comunicación) es responsabilidad exclusiva de su autor. La Comisión no es responsable del uso que pueda hacerse de la información aquí difundida.
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Contenidos unidad XI, Ecodiseño para el envasado de alimentos
11.1 Definiciones, generalidades11.2 La atmósfera modificada11.3 Ventajas y desventajas de MAP11.4 Mezclas de gases11.5 Materiales para MAP11.6 Tecnología de MAP11.6.1 Maquinaria de envasado con atmósfera modificada
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Después de estudiar esta unidad, el alumno podrá:
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- Objetivo 1: conocer los principales tipos de envases de alimentos con atmósfera modificada y los materiales utilizados;
- Objetivo 2: conocer los principios en los que se basan las tecnologías para obtener envases de alimentos con atmósfera modificada;
- Objetivo 3: Conocer las aplicaciones de envasado de alimentos con atmósfera modificada.
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El envasado en atmósfera modificada (MAP) puede proporcionar una calidad superior y una vida útil más prolongada en los alimentos, a la vez que conserva el sabor, la textura y la apariencia originales.
Las mezclas de gases MAP normalmente consisten en los gases que componen el aire: dióxido de carbono (CO2), nitrógeno (N2) y oxígeno (O2).
El nitrógeno (N2) es un gas inerte que no reacciona con los alimentos. Cuando se usa sin otro gas, su función es eliminar el oxígeno de los alimentos.
El dióxido de carbono (CO2) reacciona fácilmente con los alimentos, creando ácido carbónico. El dióxido de carbono es soluble en agua y en lípidos, y aunque no es bactericida ni fungicida tiene propiedades bacteriostáticas y fungistáticas. Se puede usar en pequeñas cantidades (10% -30%) junto con nitrógeno para proteger del oxígeno e inhibir el crecimiento de bacterias y mohos.
El monóxido de carbono (CO) es muy efectivo para mantener el enrojecimiento en la carne fresca debido a la formación de carboxihemoglobina.
El argón (Ar) es inerte, incoloro, inodoro e insípido. Debido a la similitud de sus propiedades con el nitrógeno, el argón puede reemplazar el nitrógeno en muchas aplicaciones.
11.1 Definiciones, generalidades
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El oxígeno (O2) es altamente reactivo en los alimentos, causando la oxidación de los aceites y alteración de alimentos por medio de microorganismos aeróbicos; por lo que generalmente se elimina en la conservación de alimentos. .
El hidrógeno (H2) y el helio (He) se pueden utilizar en algunas aplicaciones de atmósferas modificadas. Sin embargo, estos gases no se utilizan para aumentar la vida útil. Se usan como gases de detección de fugas. .
Si los alimentos se envasan en una atmósfera protectora, debe indicarse en la etiqueta. Además, de conformidad con la reglamentación de la UE 95/2 / CE, los gases utilizados deben enumerarse con su número E correspondiente
11.2 Atmósfera modificada MAP pasivo
Como resultado de su „respiración”, cuando las frutas y verduras frescas se envasan en atmósferas modificadas cambian la atmósfera del envase, consumiendo O2 y produciendo CO2. El MAP ralentiza los procesos „vitales”, no cambiando el producto, sino ajustando su entorno.
Además, mantener la concentración de etileno a niveles bajos es obligatorio para prolongar la vida útil de los productos sensibles al etileno. Con este propósito, para la reducción de la producción de etileno de los alimentos, se utilizan, en general, la atmósfera que no contiene O2 y / o rica en CO2.
11.1 Definiciones, generalidades II
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11.2 La atmósfera modificada
MAP activo❑ El concepto de MAP activo se ha desarrollado para abordar las deficiencias del MAP pasivo. Por ejemplo, cuando una
película es una buena barrera para la humedad, pero no para el oxígeno, la película todavía se puede usar junto con un absorbente de oxígeno para excluir el oxígeno del paquete. De manera similar, los absorbedores / emisores de dióxido de carbono, los emisores de etanol y los absorbentes de etileno pueden usarse para controlar los niveles de oxígeno dentro del MAP. Los materiales absorbentes adecuados se colocan junto al alimento.
❑ Por lo tanto, el sistema MAP es un sistema activo en el que la respiración del producto envasado y el paso del gas a través de la película de envoltura tienen lugar simultáneamente. Por lo tanto, el oxígeno consumido durante la respiración se reemplaza por la entrada de oxígeno del exterior. Además, una cantidad igual de dióxido de carbono que se produce por el producto envasado se elimina del envase. Como resultado, la composición del aire permanece constante. Esta condición se conoce como estado estable..
❑ Ventajas:❑ • Mayor duración del almacenamiento / mayor calidad❑ • Menos desperdicio❑ • Más oportunidades de venta❑ • Menos conservantes❑ • Diseño de envases atractivos
❑ Desventajas:❑ • Alta complejidad❑ • Coste relativamente alto❑ • Influencia en la calidad del producto
11.4 Mezclas de gases:
Hay tres tipos de mezclas de gases utilizadas en el envasado con atmósfera modificada:1) gases inertes (N2, Ar)2) mezclas de gases semirreactivos (CO2 / N2 u O2 / CO2 / N2)3) Mezclas de gases reactivos (CO2 o CO2 / O2)
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Las principales características que deben tenerse en cuenta en la selección de materiales para el MAP son:1) resistencia a la perforación2) que tenga firmeza3) propiedades antiempañado4) Permeabilidad al dióxido de carbono5) Permeabilidad al oxígeno6) Tasa de transmisión de agua
La permeabilidad del CO2 debe ser de 3 a 5 veces la permeabilidad del O2. Muchos polímeros utilizados para fabricar películas MAP se encuentran en esta área. La permeabilidad de los polímeros a los gases es CO2> O2> N2, y los valores de los cocientes CO2/ O2 y de O2 / N2 están alrededor de 5. Por lo tanto, a menudo es posible estimar la permeabilidad del material a CO2 o N2 cuando se conoce la permeabilidad al O2.
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11.5 Materiales para MAP II
❑ Alcohol etileno vinílico (EVOH) - alcohol vinílico copolimerizado con etileno - Buena barrera a los gases y baja sensibilidad a la humedad, buena resistencia mecánica y aceite y solventes orgánicos.
❑ Poliamida PE (Nylon): su resistencia y dureza relativamente altas lo hacen ideal para bolsas de vacío para carne fresca, donde los huesos pueden perforar otros plásticos. El nylon generalmente está laminado con PE que proporciona las propiedades de sellado en caliente.
❑ El PET es una buena barrera para el vapor de agua y gas, es resistente, proporciona buena claridad y es resistente a la temperatura. PET cristalino (CPET) es más débil en propiedades ópticas pero tiene una resistencia al calor mejorada que funde por encima de 270 ° C. La película PET flexible se utiliza para bolsas de barrera y cubiertas para bandejas de bandejas. CPET se utiliza para bandejas dobles preformadas para hornos de microondas y hornos de convección para alimentos.
❑ La espuma de PP y también la espuma de PS y PVC se utilizan para proporcionar propiedades estructurales para los laminados para MAP cuando se combina con una barrera de EVOH y PE como sellador en caliente.
Uso comercial de MAP:• Películas de polipropileno orientado (OPP);• Bolsas (hechas de varias capas de plástico metalizado) en cajas de cartón o cajas de cartón laminado con papel de aluminio;• Films de cierre fuerte (películas adhesivas) ver figura 3;• Films que reaccionan a la temperatura;• Film microperforado;• Films con arcilla activa embebida (una variedad de silicatos de aluminio en forma de polvo fino);• Películas de PLA (ácido láctico). Fig. 2 Cling filmsEcodiseño en el envasado de alimentos, Unidad 11: Envasado en atmósfera modificada
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11.6 Tecnología de MAPHay dos técnicas diferentes para eliminar el aire del envase:1) lavado de gases: la sustitución del aire dentro del MAP se lleva a cabo mediante una corriente continua de gas. Esta corriente de gas diluye el aire de la atmósfera que rodea el producto alimenticio. El envase se sella. Los niveles típicos de oxígeno residual en los paquetes depurados con gas son de 2-5% de O2. La velocidad del proceso puede ser muy alta.2) vacío compensado: Elimina el aire del interior causando una bajada de la presión dentro del envase y luego se llena el paquete con la mezcla de gases deseada. Dado que la sustitución de aire se lleva a cabo en dos etapas, la velocidad de operación del equipo es más lenta que la proporcionada por la tecnología de lavado de gas. Como el aire se elimina por vacío y no se diluye simplemente, la eficiencia de la tecnología de aire residual es mejor
❑ Sellado. Un sellado eficiente por pegado en caliente es esencial para mantener la calidad y la seguridad de los productos envasados. Las características del film (espesores y tratamientos superficiales) y la composición plástica (el tipo de resina, la distribución del peso molecular y la presencia de aditivos) determinan los ajustes de la máquina para la operación de sellado. La combinación correcta de los parámetros de tiempo, temperatura y presión del cierre es esencial para producir un buen sellado
11.6.1 Maquinaria de envasado con atmósfera modificadaMáquinas de envasado por termoformado
Máquinas de cámara de vacío‒ Máquinas de lavado de gases para formado, llenado y cerrado (form, fill, seal machine, o maquinaria FFS).
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a) Máquinas envasadoras con termoformado
El proceso básico de termoformado (sin MAP) incluye tres pasos: 1 - la lámina de plástico se calienta. 2 – se da forma a la lámina de plástico. 3 – se recorta. Las máquinas generalmente se integran en las líneas de producción que realizan otras operaciones, como el llenado automático, el vacío compensado, el sellado, el etiquetado en la tapa, el etiquetado de la base, el registro de la página superior impresa, etc.
b) Máquinas con cámara de vacío
Estas máquinas utilizan bandejas preformadas y usa la técnica de vacío compensado para reemplazar el aire. Las bandejas de plástico preformadas se insertan manualmente en la cámara, se evacúa el aire y se añade la mezcla de gases deseada y se sella en caliente. Estas máquinas se pueden usar para la producción a pequeña escala de envases de comida al vacío o envases MAP.
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Máquinas de formado, llenado y cerrado con lavado de gas ( en inglés: máquina form, fill and seal
machine,; máquina FFS )
Pueden ser Verticales (VFFS) u Horizontales (HFFS).
Las máquinas VFFS se utilizan en una amplia gama de productos que se pueden dividir en cuatro
grupos principales: - productos a granel, - polvo, -gránulos; y - líquidos.
Son capaces de producir del orden de 120 paquetes por minuto (dependiendo del tamaño del
paquete). A diferencia del termoformado, el aire no se evacúa inicialmente, sino que se lava
constantemente con la mezcla de gases antes de sellarlo. La atmósfera en el envase se reemplaza por
tubos. El consumo de la mezcla de gases en este caso es mucho mayor que para otras tecnologías
porque se pierde una parte de la mezcla de gases. El consumo de la mezcla de gases para un uso
estándar de esta máquina es de 30-300 s/m.
La producción de bolsas: teóricamente, todas las máquinas de embalaje vertical funcionan de la
misma manera. Una capa plana de film proveniente de un gran rollo de film a la entrada de la máquina
se transforma en un tubo. Este tubo se cierra en la parte inferior: esta es la parte inferior de la nueva
bolsa. Después de que el producto se distribuye en la bolsa, el lado superior se cierra también.
El tubo de gas: el gas se introduce en la bolsa a través de un tubo de gas unido al tubo de formación y
que está conectado a un tanque de gas o a un mezclador de gases. Un medidor de flujo regula la
cantidad de gas bombeado en el envase. El diámetro y la forma (redonda, rectangular u ovalada) del
tubo de gas dependen de la cantidad de gas deseada y del tamaño del el tubo de formación. El tubo de
gas debe estar incrustado sin interrumpir el flujo del proceso.
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Máquina VFFS
Máquinas de conformado, llenado y cierre con descarga de gas
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¡Gracias!14Eco-design for food packaging, Unit 11. AMBALAJE cu atmosferă MODIFICATĂ (Draft 1)
Regulations UE
Links:
European Regulation on "principles and requirements of
food law" - including traceability requirements - Regulation
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