Elementi di packaging

SERVIZIO/CONVENIENCE

Il corpo della capsula è ottenuto mediante macchine ad alta velocità:

• Termoformatura se fatto con plastica
• Imbutitura se fatto con alluminio

Funzioni: 20

Funzioni che deve svolgere questa capsula: conservare il caffè non è semplice! Ci stanno 5/7 g di prodotto, gli aromi e la CO2 si liberano nella capsula, o meglio non trattenerla tutta. Devo evitare ingresso vapore acqueo ed ossigeno.

Materiali

Materiali: plastici multistrato tutti studiati ad hoc, anche i colori sono studiati per rendere la capsula autoconservativa. Ove non è possibile questo si usa un imballaggio secondario. 2122 Vediamo che il packaging compostabile può peccare di protezione quindi si avvale di un packaging secondario; quelle "standard" sono autoprotettive.

Tutto ciò per dire che chi può determinare l'idoneità funzionale è l'utilizzatore finale, quindi, l'azienda alimentare che si deve assumere la.

responsabilità dell'idoneità funzionale dell'imballaggio e condurre il suo accertamento in modo obiettivo, valutando le proprietà del materiale e collegandole alle esigenze del prodotto. Descriviamole: Diffusionali Si intendono le proprietà di un materiale polimerico (plastico o bioplastico) che riguardano il trasferimento di aeriformi attraverso lo spessore di un materiale (in entrambe le direzioni). Non interessa vetro, acciaio e alluminio: sono i cosiddetti contenitori ideali se si vuole evitare questo processo. Il passaggio di aeriformi avviene tramite discontinuità della materia: - fessure e/o rotture → discontinuità occasionali (non desiderate); possono dar luogo a flusso indifferenziato di: - gas - microrganismi - liquidi È un fenomeno non prevedibile e non oggettivamente quantificabile, oltre che ovviamente non ricercato. - fori o canali → possono essere desiderati e danno anch'essiflussi indifferenziati di gas liquidi emicrorganismi; sono micro o macroscopiche si creano in seguito a perforazione o distribuzione nonuniforme di cariche, pigmenti o di difetti delle saldature; non c'è alcuna regola che descrive questopassaggio, è difficile quindi dire quanto aeriforme può passare. Scambio di calore con l'esterno: nel pane serve ad evitare la condensa dal momento che viene confezionato caldo. Entrambi i tipi di perforazioni danno origine a flussi capillari; non parliamo di permeazione. Quando un contenitore è integro può avvenire comunque il passaggio di gas e si definisce "permeabilità" che è un fenomeno quasi ineliminabile nei polimeri plastici. Questo processo avviene attraverso le discontinuità intrinseche (ed ineliminabili) caratteritiche della materia (del polimero): sono spazi fisici inter ed intra molecolari (detti lacune intra o intermolecolari)che sono.

funzione della temperatura (simodificano in continuazione) e sono dovuti al fatto che questi polimeri sono soggetti a moti termici, sonotalmente piccoli da essere invisibili a occhio nudo.Questo tipo di trasferimento avviene solo se c'è un gradiente di pressione parziale del gas tra i due lati delmateriale: significa che se da una parte o dall'altra del materiale c'è una concentrazione più alta di un datogas si può avere questo fenomeno diffusivo (es. più ossigeno all'interno).Definizione di permeabilità: passaggio di aeriformi attraverso la struttura del polimero (quindi lacune intrae inter molecolari) che avviene solo se esiste un gradiente di concentrazione (o pressione parziale) tra i duelati del materiale.Le proprietà diffusionali sono importanti perché permettono di studiare a tavolino la shelf-life di unalimento o di "predirla". 24Da questo contenitore possono trasferirsi gas diversi in

basare su diversi fattori, come il tipo di alimento contenuto al suo interno e la pressione parziale dei gas. Ad esempio, nel caso delle bevande carbonatate, all'esterno la concentrazione di CO2 è bassa, mentre all'interno è molto alta a causa della sovrapressione. Ci aspettiamo quindi che la CO2 possa essere persa a causa della differenza di concentrazione, il che rappresenta un difetto per questo tipo di bevande. Per ridurre il trasferimento, si può lavorare sulla scelta del polimero (ad esempio il PET) e sullo spessore del polimero, in modo da rendere il processo più lento. Lo stesso vale per l'ossigeno presente nella Coca-cola, che può degradare i coloranti e causare una perdita di colore. Pertanto, la Coca-cola chiusa non deve contenere ossigeno. La permeazione del tappo è diversa da quella delle pareti della bottiglia, poiché il polimero utilizzato è diverso e nelle bevande menzionate è presente un liner che rallenta la fuoriuscita. Il punto di incontro tra il tappo e il corpo della bottiglia può essere un altro fattore che influisce sulla permeazione dei gas.

essereflussi differenziati se il tappo non è saldato. I gas hanno dimensioni diverse (CO2 è più grande di O2) quindi la permeazione è diversa (paradossalmente la CO2 è più veloce a parità di concentrazione per via di alcune caratteristiche), inoltre ciò è influenzato dalla differenza di concentrazione tra in e out; diciamo che non c'è una vera e propria competizione tra gas ma vanno valutate le caratteristiche di ogni gas (ci sono le caratteristiche dei materiali rispetto ad ogni gas: ossigeno, anidride carbonica e vapore acqueo).

Es. frutta:

• tray → vassoio
• lid → foglio superiore; impedisce discontinuità indesiderate se la saldatura è fatta correttamente, altrimenti (condizione 1 e 2).

Tutto il resto della superficie sono materiali integri ma solo discontinuità inter ed intra molecolari tipiche del materiale. Per un prodotto che respira, inoltre, non si può impedire la

Permeazione di ossigeno e anidride carbonica: rischio di senescenza. Ci vuole un rapporto di permeabilità dei due gas adatto al vegetale (diciamo che meglio corrisponde). Nella frutta si parla anche di macroperforazione quando non si hanno polimeri plastici che sono perfettamente adatti al nostro alimento (es. fragole con confezioni perforate). Le atmosfere protettive sono necessarie quando si vuole modificare l'atmosfera all'interno del contenitore stesso. Questi sono i componenti della nostra atmosfera e sono (i primi tre) costanti: 26 Nei contenitori confezionati in atmosfera protettiva questi gas vengono modificati nelle loro proporzioni. Es. pasta fresca: Il valore dell'attività dell'acqua della pasta a fine produzione è legata a meccanismi di decadimento, quindi è importante da valutarla insieme al trattamento termico e al packaging per la shelf-life del prodotto stesso. Si ritorna a ciò che abbiamo detto all'inizio sul giusto

compromesso tra materiali, condizioni, ecc. Es. conseguenze packaging errato nella pasta fresca: 27 Si possono usare quindi le tecnologie di confezionamento: Ovviamente insieme all'utilizzo del corretto confezionamento. La pasta fresca viene confezionata o con il 100% di azoto o con percentuali di CO2 fino al 70% (in rari casi al 100%), ma ovviamente si deve usare il materiale con permeabilità adatta, altrimenti tutto storagionamento non avrebbe senso. La permeabilità degli imballaggi è uno dei più importanti fenomeni che regolano la shelf-life degli alimenti confezionati. La scelta adeguata del materiale di confezionamento deve regolare effetti desiderati e evitare gli indesiderati: Ingresso di ossigeno, fuoriuscita di atmosfere protettive, perdite di profumi, ... È importante confezionare sottovuoto o in atmosfera protetta ma è ragionevole considerare garantita la conservabilità dell'alimento fin tanto chel'atmosfera introdotta resta tale o variata in misura accettabile. Come avviene il fenomeno della permeazione dal punto di vista chimico-fisico: Come abbiamo detto riguarda gas e vapori che possono attraversare le pareti di un contenitore o lo spessore di un materiale se c'è una differenza di concentrazione. Dipende da: - tipo di materiale. - tipo di gas e vapore. - gradiente. - presenza di discontinuità ineliminabili. La permeazione è definita come "diffusione attivata" ed è un meccanismo complesso che è: - condizionato dall'interazione tra specie permeante e permeata. (es l'O è meno permeabile rispetto alla CO2 che è più incline alla interazione col polimero) - richiede un'energia di attivazione. - avviene per effetto della forza motrice determinata, come detto diverse volte, dalla differenza concentrazione, di pressione parziale o (alta temp significa più alta)permeabilità) temperatura(modifica le caratteristiche di permeabilità) tra le due facce del materiale. È un fenomeno che può essere descritto in tre fasi. Le molecole di gas sul lato a concentrazione maggiore tendono ad interagire con la superficie (adsorbirsi) ea saturare lo spazio disponibile per la diffusione: può durare un tempo di lunghezza variabile a seconda di diversi fattori (concentrazione del gas, ecc.). Può richiedere diverso tempo anche per avvenire. Se si andasse a misurare le diverse fasi a proposito del numero di particelle di gas che passano dall'altro lato (a concentrazione minore). 29 Nell'adsorbimento non dovrebbero esserci molecole che permeano sul lato a concentrazione minore: questo momento si dice "tempo di ritardo" corrisponde al valore zero. Inizia la vera e propria diffusione attivata spinta dalla forza motrice Inizialmente la velocità di trasferimento non è costante ma raggiunto un certo valore,diffusione (D) caratteristici per ogni polimero to un gas è solubile in un determinato solvente. La solubilità di un gas (G) indica la quantità di gas che può essere disciolta in una data quantità di solvente.