Appunti Tecnologie del condizionamento e logistica

Tecnologia del condizionamento e logistica

Prof.ssa Limbo

Silvia Raccis

A.A. 2022/2023

Condizionamento o packaging

Il condizionamento è:

• L'operazione per trasferire un prodotto in contenitori adatti alla conservazione e alla distribuzione;
• L'operazione tecnico-economica per minimizzare i costi della distribuzione e massimizzare i profitti;
• L'operazione per assicurare che un bene giunga al consumatore nelle condizioni migliori;
• Un sistema coordinato per disporre gli alimenti per il trasporto, la distribuzione, la conservazione, la vendita e l'utilizzo finale;
• L'operazione per dare le qualità atte ad un fine.

Con packaging ci si riferisce tanto ai manufatti (unità di vendita e contenitore) quanto alle attività concernenti l'operazione di confezionamento dei prodotti (ASTM). È il termine inglese che meglio comprende (quindi non è una traduzione) tutti i significati della complessa operazione di condizionamento.

Operazione o processo di condizionamento?

Processo della tecnologia alimentare: insieme di operazioni, materiali, attività, controlli che vengono messi in atto per trasformare un input in output, cioè, nella logica aziendale, le materie prime in prodotti finiti.

Operazione unitaria: fase elementare di un processo tecnologico. Operazione tecnologica basata su principi unitari e descritta da opportune equazioni di bilancio e cinetiche. I principi che regolano l'andamento di una data operazione unitaria non dipendono dalla specifica applicazione e dal materiale trattato, ma possono essere definiti in maniera indifferenziata (unitaria) per il settore e il materiale di applicazione dell'operazione. Il packaging viene quindi definito come un'operazione complessa delle tecnologie alimentari.

Diversi punti di vista sul packaging

Consumatore

Per il consumatore l’imballaggio è solo l’involucro di plastica, cartone, metallo o vetro che circonda e contiene l’alimento. È sempre più visto come un problema di smaltimento e ad esso viene attribuita la responsabilità diretta dell’inquinamento ambientale. Si tratta di un punto di vista parziale, quasi sempre sprovveduto e condizionato da luoghi comuni. Conduce ad una visione errata del packaging, ma anche a comportamenti che possono essere virtuosi.

Marketing manager

Per il marketing manager l’imballaggio è uno strumento fondamentale di differenziazione del prodotto (la sua forma o la grafica) e di penetrazione nel mercato: un punto di vista strategico per l’economia dell’azienda. Si tratta di un punto di vista parziale, ma esperto e giustificato dal sistema. Conduce ad una visione distorta del packaging ed a comportamenti che possono essere negativi, anche se premianti perché profittevoli.

Addetto agli acquisti

Per l’addetto agli acquisti (buyer) l’imballaggio è un costo del prodotto da minimizzare il più possibile: una faccenda di affermazione professionale. Si tratta di un punto di vista parziale che non ha giustificazioni diverse da quelle economiche, che conduce a comportamenti che possono essere negativi e pericolosi, a risultati premianti ma effimeri se analizzati con la visione del ciclo di vita del prodotto.

Tecnologo alimentare

Per il tecnologo alimentare è un tema tecnico-scientifico di importanza strategica per soddisfare le aspettative di durata, di sicurezza igienica e di qualità degli alimenti, per razionalizzare la distribuzione e ridurne i costi, per aumentare la sostenibilità. Si tratta del punto di vista più obiettivo e generale; la visione più “olistica” che può condurre a comportamenti virtuosi ed efficaci. Il tecnologo alimentare deve interfacciarsi con le diverse figure (quali marketing manager e buyer), mantenendo una visione che parte dall'oggetto più importante: l'alimento.

Food packaging

Food packaging science: La scienza del food packaging è una disciplina che applica i principi di diverse aree:

• Scienza dei materiali;
• Scienza degli alimenti;
• Scienze chimiche e tossicologiche;
• Scienze informatiche;
• Scienze socio-economiche;

Al fine di comprendere le interazioni tra materiali di imballaggio e prodotto alimentare, i requisiti di sicurezza degli imballaggi per gli alimenti, le scelte dei consumatori.

Scienza dei materiali e degli alimenti

La scienza dei materiali e la scienza degli alimenti hanno contribuito in modo determinante allo sviluppo del packaging alimentare. La scienza dei materiali è importante per comprendere:

• Le proprietà meccaniche: come la resistenza meccanica, quindi se quel materiale può essere utilizzato su una linea di confezionamento;
• Le proprietà diffusionali ai gas e vapori: meccanismo di permeazione;
• Le proprietà elettromagnetiche: come la trasparenza del materiale;
• Le proprietà fisiche e chimiche di carta, vetro, metallo, polimeri e materiali compositi.

La scienza degli alimenti è importante per comprendere la cinetica di deterioramento (ovvero la velocità con cui avviene una determinata reazione) degli alimenti (crescita microbica, ossidazione dei lipidi, aumento o perdita di umidità) che regola la durata di conservazione degli alimenti.

Scienze chimiche e tossicologiche

Le scienze chimiche e tossicologiche sono importanti per comprendere e definire:

• La sicurezza delle sostanze utilizzate per la produzione degli imballaggi;
• I limiti di migrazione di sostanze dagli imballaggi agli alimenti;
• Le massime esposizioni a determinate sostanze cedute dagli imballaggi;
• Gli approcci di Risk Assessment;
• Le strategie per la riduzione del rischio tossicologico nei consumatori.

Scienze socio-economiche e informatiche

L’area delle scienze socio-economiche prevede la raccolta e l’analisi dei dati per studiare l'impatto del packaging alimentare sulla società e sull'economia in evoluzione. Problemi socioeconomici come quelli relativi alla protezione ambientale, alla responsabilità del prodotto, alla tracciabilità e alla sostenibilità richiedono costantemente azioni specifiche e tempestive da parte della comunità scientifica che si occupa di food packaging.

L’area delle scienze informatiche interessa il packaging mediante l'uso di potenti sistemi informatici ha certamente migliorato l'efficienza dei sistemi di packaging e dei sistemi della logistica. La distribuzione degli alimenti tramite e-commerce rappresenta uno degli effetti più positivi e attuali delle scienze informatiche. Anche il packaging intelligente, un concetto relativamente nuovo realizzabile tramite l'applicazione delle tecnologie informatiche, sta guadagnando interesse per migliorare la qualità e la sicurezza degli alimenti confezionati. Alcune applicazioni delle scienze informatiche includono:

• Sistemi di tracciabilità;
• Sistemi di comunicazione e di gestione della qualità;
• Sistemi intelligenti per la garanzia di sicurezza degli alimenti;
• Gestione dei rifiuti da imballaggio.

Food packaging technology

La tecnologia del food packaging è un insieme di soluzioni pratiche per la fornitura di prodotti alimentari sicuri e di alta qualità al consumatore, in modo efficiente. Le tecnologie di packaging sono importanti anche per migliorare l'efficienza della produzione, della distribuzione, dell'esposizione al dettaglio e per facilitare o favorire il riciclo, il riutilizzo e, dove possibile, la riciclabilità e la compostabilità dei materiali a fine vita.

Negli ultimi anni le tecnologie innovative come l'imballaggio antimicrobico, l'imballaggio a rilascio controllato, le nanotecnologie, i biosensori e l'identificazione a radiofrequenza (RFID) hanno suscitato molto interesse da parte dell’industria alimentare. Tecnologie che si basano su conservabilità dinamica, senza mettere un'etichetta e limitare gli sprechi giustificata da migliori funzioni dell'imballaggio. Certi sviluppi possono avvenire solo se si è in grado di verificare e giustificare se quella tecnologia può apportare nuovi benefici.

Poiché lo sviluppo di una nuova tecnologia è in genere costoso, dovrebbe essere giustificato da:

• Migliori funzioni dell’imballaggio;
• Risposta a determinate esigenze socioeconomiche;
• Riduzione perdite e sprechi di alimenti;
• Migliore garanzia di qualità e sicurezza alimentare.

Scienza e tecnologia del packaging alimentare

In un’azienda la tecnologia e la scienza vanno di pari passo, se c’è un settore di ricerca e sviluppo. A seguito dei progressi nella scienza dei materiali, nelle scienze dell'alimentazione e nelle scienze dell'informazione (food packaging science), vengono creati nuovi prodotti o vengono generate innovazioni (food packaging technology). Tali prodotti o tali innovazioni vengono spinti in avanti per cercare l’accettazione del mercato (spinta tecnologica o technology push). Le esigenze del mercato sono spesso create dalle dinamiche socioeconomiche, e quindi si cerca e si sviluppa una specifica tecnologia per fornire soluzioni utili a soddisfare tali esigenze (attrazione del mercato o market pull).

Bisogni socio-economici

L'industria del packaging alimentare è in gran parte guidata dalla spinta del mercato per soddisfare le esigenze della società e dell'economia. Quindi la fattibilità di ogni nuova tecnologia di packaging dipende dalla sua capacità di soddisfare queste esigenze socioeconomiche.

1. Stile di vita dei consumatori

Negli ultimi anni, lo stile di vita dei consumatori è stato fortemente influenzato dall'invecchiamento della popolazione, dal numero crescente di famiglie più piccole, da famiglie singole e da famiglie a doppio reddito. Di conseguenza, il consumatore richiede sempre più prodotti alimentari che siano convenienti, di buon gusto, sicuri, sani e nutrienti. Ciò ha anche creato opportunità per imballaggi alimentari innovativi per soddisfare i consumatori target di diverse fasce demografiche. Il mercato quindi, si occupa di soddisfare le varie fasce di popolazione, che saranno proprio loro a permettere l'applicazione della tecnologia.

2. Valore

Questa esigenza, definita come rapporto benefici/costi, è guidata dal consumatore. Maggiori benefici possono essere ottenuti migliorando le funzioni degli imballaggi per soddisfare le esigenze insoddisfatte del consumatore. È possibile ottenere costi inferiori utilizzando, ad esempio, materiali di imballaggio meno costosi, utilizzando macchine ad alta velocità per aumentare la produttività e utilizzando modelli di imballaggio più compatti per ridurre i costi di distribuzione. Nel tentativo di ridurre i costi, è importante che la qualità e la sicurezza dei prodotti non vengano compromesse in modo significativo.

3. Profitti

Questa necessità è guidata dalle aziende alimentari per mantenere o far crescere le loro attività. Per guadagnare profitti, le aziende alimentari si affidano spesso alle innovazioni del packaging per soddisfare le mutevoli esigenze del mercato. I profitti generano inoltre una forte concorrenza nel settore dell'imballaggio per soddisfare le esigenze del mercato.

4. Sicurezza alimentare e biosicurezza

Questa è la necessità che guida le innovazioni supportando il ruolo protettivo degli imballaggi. La contaminazione microbica è una delle principali cause di malattie di origine alimentare che possono verificarsi durante la raccolta, la lavorazione, la distribuzione, la manipolazione, l'esposizione dei negozi e la preparazione degli alimenti. L'imballaggio può proteggere efficacemente dalla contaminazione microbica e dalla manomissione del prodotto.

5. Normativa

Questa è la necessità che spinge la ricerca e lo sviluppo in relazione a problemi di sicurezza degli imballaggi alimentari come la migrazione di composti indesiderati dall'imballaggio al cibo e l'uso di materiali riciclati in imballaggi alimentari. Lo scopo delle normative sugli imballaggi alimentari è proteggere il consumatore da livelli inaccettabili di contaminazione chimica degli alimenti da parte dei componenti dell'imballaggio. Ciò ha anche portato a un continuo interesse nello studio della migrazione dei componenti del packaging in varie condizioni e nello sviluppo di sofisticati metodi analitici per rilevare composti volatili a concentrazioni più basse.

6. Preoccupazioni ambientali

Questa è la necessità che guida le innovazioni nel packaging ecologico. Lo smaltimento dei rifiuti di imballaggio è diventato una delle principali preoccupazioni del pubblico in molti paesi sviluppati. C'è una crescente pressione per la società a favorire materiali più leggeri e sostenibili soprattutto facili da riciclare o riutilizzare. C'è anche una continua ricerca di materiali di imballaggio biobased, biodegradabili e compostabili che abbiano buone proprietà meccaniche e di barriera e quindi garantiscano la qualità e la sicurezza dell’alimento. Anche questo ambito è coperto da normative cogenti.

7. Sostenibilità

Questa è la necessità che spinge la ricerca e lo sviluppo in merito ai problemi di sostenibilità intesi non solo come la riduzione degli impatti derivanti dai materiali di imballaggio ma soprattutto dalla necessità di ridurre le perdite di alimenti in fase di produzione e gli scarti di alimenti in fase di distribuzione e consumo. Comprendere e comunicare i benefici del packaging a supporto della riduzione del food wastage diventa un dovere del tecnologo esperto di packaging.

Tecnologie di packaging per la qualità e la sicurezza degli alimenti

Gli interventi tecnologici che possono avere un significativo impatto sulla qualità degli alimenti e sulla sua conservazione nel tempo sono quelli che riguardano la loro formulazione (attraverso l’aggiunta di ingredienti e additivi o la sottrazione di componenti), le operazioni di stabilizzazione, pastorizzazione, sterilizzazione e concentrazione (operazioni quasi sempre di natura termica) e, infine, le misure di accorta prassi igienica nella manipolazione e lavorazione.

Ma, le operazioni di riempimento, di confezionamento rappresentano un nuovo «punto di partenza» per l’alimento, una nuova condizione in cui un materiale con la sua specifica natura e con una caratteristica forma incontra il prodotto alimentare attraverso una specifica tecnologia. Si viene così a creare un nuovo «microambiente» nel quale le interazioni tra alimento e materiale devono essere conosciute a priori e possibilmente previste per ottimizzare la soluzione e la tecnologia di condizionamento più adatta a preservare la qualità e la sicurezza degli alimenti nel tempo e nello spazio secondo i moderni cicli distributivi.

L’operazione complessa di packaging (materiali, macchine e tecnologie) non può migliorare la qualità di un prodotto alimentare mal formulato, processato o igienicamente scadente. Se mal condotta, può sicuramente contribuire a peggiorarla, ma se invece è ottimizzata per il prodotto e per il suo ciclo distributivo, può realmente fare molto per garantire la preservazione di elevati livelli di qualità e di sicurezza e garantire la sostenibilità del sistema, riducendo la probabilità di generare scarti a tutti i livelli della filiera.

Food contact materials – FCM

I materiali utilizzati per produrre oggetti destinati al contatto con gli alimenti (MOCA o FCM) costituiscono una famiglia poco numerosa ma molto eterogenea di solidi con caratteristiche oltremodo differenti. È quindi indispensabile disporre di sistemi oggettivi di caratterizzazione delle diverse specificità dei materiali. Il modo più corretto per definire le prestazioni di un oggetto è quello di descrivere e quantificare alcune specifiche proprietà del materiale che lo costituisce. Per questo motivo la tecnologia del condizionamento degli alimenti attinge molto all’area della “scienza dei materiali”.

La conoscenza delle proprietà e delle prestazioni dei materiali che si impiegano per realizzare imballaggi alimentari è di fondamentale importanza per effettuare una corretta scelta del tipo di protezione da offrire al prodotto. È inoltre importante per progettare una soluzione di packaging e rispondere a requisiti di sostenibilità ambientale (eco-design). È altrettanto importante per prevedere e programmare la shelf life nelle normali condizioni di distribuzione, in ottica di riduzione degli scarti e per garantire la sostenibilità del sistema.

Queste proprietà sono schematicamente classificate in proprietà chimiche e proprietà fisiche. L’insieme di queste proprietà definisce l’idoneità tecnologica o funzionale di un materiale. In molti casi, inoltre, sono la legge oppure il rispetto di un capitolato di fornitura ad imporre la valutazione di alcune caratteristiche del materiale. È dunque opportuno avere adeguata conoscenza di quelle proprietà dei solidi, che possono guidare nella loro valutazione o selezione.

Idoneità funzionale o tecnologica

L’industria alimentare deve accertare che i materiali e gli oggetti destinati al contatto alimentare possiedano i requisiti di conformità e idoneità tecnologica come previsto dall’art. 7 del D.M. 21/03/1973 e dall’art. 5-bis del DPR 777/82:

L'utilizzazione in sede industriale o commerciale dei materiali e degli oggetti destinati a venire a contatto con le sostanze alimentari è subordinata all'accertamento della loro conformità alle norme del presente decreto nonché della idoneità tecnologica allo scopo cui sono destinati. L’art. 3 del Reg. CE 1935/04 inoltre, afferma: