Corso di packaging della ristorazione

SCHEDA TECNICA

Deve essere chiara e precisa.

WRAP: che avvolge tipo PVC o POLIOFENINO.

In questa rientrano: caratteristiche generali (colore, dimensioni...), caratteristiche tessili, proprietà di permeabilità, applicazione (automatico o manuale).

11 martedì 6 marzo 2018

PROPRIETÀ DIFFUSIONALI

La permeabilità di gas e vapori.

Riguarda il TRASFERIMENTO DI AERIFORMI attraverso lo spessore di un materiale e, quindi, attraverso le pareti di un contenitore. È un fenomeno che interessa i materiali polimerici.

LA PERMEABILITÀ AI GAS DEGLI IMBALLAGGI è uno dei più importanti fenomeni che regolano la SHELF LIFE degli alimenti confezionati: l'ingresso di ossigeno, la fuoriuscita di atmosfere protettive, la perdita di profumi o l'ingresso di volatili indesiderati sono tutti fenomeni che possono condizionare la shelf life di un alimento confezionato e dipendono dalla diffusione di aeriformi.

Il passaggio di aeriformi può avvenire solo attraverso delle

Nella struttura dei polimeri organici si possono distinguere tipi diversi di discontinuità:

1. Fessure e/o rotture come conseguenza di abrasioni o danneggiamenti fisici; qualsiasi tipo di flusso gassoso può interessare questo tipo di discontinuità, così come il passaggio di liquidi o, addirittura secondo le dimensioni, di microorganismi.

   • Qualsiasi tipo di flusso può interessare questo tipo di discontinuità.
   • Passaggio indifferenziato di gas, liquidi e microrganismi.
   • Fenomeno non prevedibile e non quantificabile in termini oggettivi.

2. Fori e canali micro e macroscopici conseguenza di perforazioni o di una distribuzione non uniforme di cariche, pigmenti oppure di difetti delle saldature.

3. Lacune intra molecolari. In molecole di grandi dimensioni è possibile che vi sia spazio sufficiente per il passaggio di sostanze gassose o di vapori; anche queste discontinuità possono variare la loro dimensione per effetto di moti termici.

4. Lacune inter molecolari.

due lati del materiale.Lacune inter ed intra molecolari danno luogo a FLUSSI SELETTIVI che sono sempre di 5-7 ordini di grandezza inferiori ai FLUSSI CAPILLARI.Con il termine PERMEABILITÀ ci si riferisce esclusivamente al FLUSSO DIFFUSIVO degli aeriformi attraverso gli spazi vuoti dei materiali polimerici.Il meccanismo della permeazione è definito DIFFUSIONE ATTIVATA. È un meccanismo complesso:

• E' condizionato dall'interazione tra la specie permeante e la matrice permeata
• Richiede, per avvenire, che venga superata una energia di attivazione
• Avviene quindi sotto l'effetto di una forza motrice determinata dalla differenza di concentrazione, di pressione parziale o di temperatura tra le due facce del materiale.

Questo tipo di trasmissione è INELIMINABILE nei POLIMERI e la velocità di diffusione è diversa per i vari materiali.

DO2/LDPE = 0.46*10^-6 cm² s^-1

DO2/PET = 0.45*10^-7 cm² s^-1

DO2/PVC = 0.12*10^-7 cm² s^-1

Un foro con una superficie di 1 mm²

può corrispondere ad una superficie integra permeabile di 100m².

L'analisi del meccanismo di permeazione a gas e vapori attraverso materiali polimerici mette in evidenza le differenze e le specificità di questo meccanismo rispetto all'altro importante fenomeno di diffusione che è la migrazione.

È possibile schematizzare il processo di diffusione attivata dividendolo in tre fasi distinte:

1. ADSORBIMENTO

Le molecole del permeante vengono adsorbite superficialmente, disciogliendosi nella matrice. Tutte le variabili che influenzano il fenomeno di adsorbimento e di solubilizzazione di un aeriforme (la temperatura, la pressione parziale, la temperatura) sono di fondamentale importanza in questa fase, così come le caratteristiche del polimero che determinano le proprietà di adsorbimento e insieme stabiliscono la costante di solubilità S (cm³cm^-3bar^-1) del permeante nel mezzo permeabile.

2. DIFFUSIONE

Sotto un gradiente di concentrazione, le molecole di permeante diffondono

Attraverso lo spessore del materiale. La struttura del polimero e la sua affinità per la specie permeante sono cruciali in questa fase, determinando il coefficiente di diffusione D (cm2s-1).

DESORBIMENTO: è il processo inverso al primo e prosegue fin tanto che non viene raggiunto un equilibrio di concentrazione (o pressione parziale) tra le due facce interessate alla permeazione.

Martedì 6 marzo 2018

I FATTORI CHE INFLUENZANO LA PERMEABILITÀ

La permeabilità ai gas dei polimeri comunemente impiegati nel settore del food packaging sono compresi in un intervallo molto ampio. Ciò accade perché numerosi fattori riguardanti le caratteristiche strutturali del polimero condizionano fortemente la trasmissione gassosa attraverso un polimero plastico. Essi possono essere suddivisi in:

- Caratteristiche del polimero

- Condizioni ambientali

- Fattori tecnologici

CARATTERISTICHE DEL POLIMERO

1. STRUTTURA ATOMICA

L'effetto della presenza di gruppi funzionali differenti sulla catena del

polimero è notevole potendo fare variare la permeabilità anche di cinque ordini di grandezza ed è questo, di fatto, l'ampio intervallo di permeabilità che interessa i materiali di confezionamento e rende la scelta dell'imballaggio e la caratterizzazione di questa proprietà tanto critica e importante. Sostituenti idrofili e polari, in genere, riducono la permeabilità ai gas e aumentano quella al vapore acqueo;

2. DENSITÀ

Può essere considerata una stima del volume libero tra le molecole del polimero, quindi una misura delle lacune intermolecolari che spiegano la trasmissione di aeriformi. In generale i materiali a maggiore densità sono quelli che hanno minore permeabilità;

3. CRISTALLINITÀ

Attraverso un materiale perfettamente cristallino non è possibile alcun fenomeno di permeazione ma i materiali polimerici non lo sono mai completamente e il grado di cristallinità finale può essere controllato in fase di produzione:

aumentando la frazione cristallina si riduce tanto la diffusione che lapermeabilità dei materiali4.

PESO MOLECOLARE

Ha un modesto effetto sulla permeabilità che si esplice soprattutto ai bassi valori di peso molecolare: maggiore è il peso molecolare e minore è la permeabilità5.

RETICOLAZIONE

I legami crociati tra le molecole possono essere una caratteristica propria del polimero, essere determinati dall’invecchiamento del materiale o venire indotti da trattamenti con radiazioni ionizzanti; maggiore è il grado di reticolazione e minore è la permeabilità.

ORIENTAZIONE

Uno sforzo meccanico di trazione, condotto sotto un rigido controllo della temperatura, consente di modificare la microstruttura di un manufatto plastico determinando un’orientazione delle macromolecole. La maggiore compattezza del polimero che ne risulta ha un effetto anche vistoso sulle proprietà di trasmissione.

FATTORI AMBIENTALI

1. UMIDITA’ RELATIVA

L’influenza dell’umidità

1. La permeabilità ai gas riguarda esclusivamente quei polimeri polari e idrofili che tendono ad assorbire umidità, la quale può agire da plastificante della struttura, aumentando di molto la velocità di diffusione.

2. La differenza di pressione parziale è la forza motrice del fenomeno ed è, di norma, proporzionale alla velocità di trasmissione.

3. La differenza di pressione assoluta: nel caso di gas permanenti, la costante di permeabilità è indipendente dalla pressione assoluta del gas che diffonde.

4. Tipo di gas: tuttavia, per i gas che più interessano il food packaging (O2, N2 e CO2), non esiste alcuna relazione tra dimensione molecolare e permeabilità e, in ogni polimero, l'anidride carbonica si dimostra più permeabile degli altri gas sebbene il suo diametro molecolare (3.4 Angstrom) sia maggiore di quello dell'ossigeno (3.1 Angstrom) che, a sua volta, è sempre più permeabile dell'azoto (3.0 Angstrom).

5. Fattori tecnologici: martedì 6

marzo 2018

• Plastificanti: l'aggiunta di plastificanti aumenta la permeabilità;
• Cariche: l'aggiunta aumenta o diminuisce la permeabilità;
• Solventi residui: aumentano la permeabilità;
• Orientazione: maggiore è l'orientazione, minore è la permeabilità;
• Crosslinking: maggiore è il crosslinking, minore è la permeabilità;
• Spessore: maggiore è lo spessore, minore è la permeabilità;
• Superficie: maggiore è la superficie, maggiore è la permeabilità.

OVERPACKAGING: abuso di materiali packaging per prevenire contaminazioni. L'acqua gassata seppur ci sia la presenza di CO2 è semplice, non ha il gommino nel tappo e non ha il fusto spesso come nella coca cola, perché? La rotazione di magazzino, ovvero quanto entra e quanto esce è maggiore e quindi non ha senso spendere troppo.

(Q) QUANTITÀ DI GAS CHE ATTRAVERSA IL MATERIALE ad una certa Temperatura

I DATI CHE SERVONO

-Superficie interessata

(A)-Spessore del materiale (l)-Differenza di concentrazione (c1-c2)-Coefficiente di Diffusione del gas (D)
Nello stato stazionario della permeazione, la quantità di gas (Q) che attraversa il materiale risultadirettamente proporzionale alla superficie interessata (A), al tempo (t), alladifferenza di concentrazione tra le due facce (c1-c2), al coefficiente di diffusione (D) ed inversamenteproporzionale allo spessore (l).
La concentrazione del permeante può essere scritta come:16martedì 6 marzo 2018
C1= s1*p2 e C2=S2*P2
E’ dunque possibile convertire la differenza di concentrazioni in delta di pressioni (p1-p2) conoscendola solubilità (S):
Coefficiente di permeabilità (KP)
Il prodotto DS, come prodotto di due costanti, è a sua volta una costante ed è definito "coefficiente dipermeabilità" ed indicato come KP:
KP è