Packaging, (Processi della tecn. alimentare con elementi di packaging, MODULO 2)

Packaging alimentare

Modulo 2, Packaging

Limbo

Prof. Sara

Corso di Laurea in Scienze e Tecnologie Alimentari (G29)

Facoltà di Agraria - Università degli Studi di Milano

Packaging – Prof.ssa Sara Limbo! Packaging

Slides lezioni disponibili su Ariel.

Libro: Food Packaging: materiali, tecnologie e soluzioni. (Luciano Piergiovanni, Sara Limbo. Ed. Springer.)

Esame: scritto. (Tre domande aperte).

*** *** *** 3 ottobre 2013

Packaging

Con il termine packaging si parla non solo di imballaggio, confezione, ma di sistema coordinato

con cui si predispongono gli alimenti per il trasporto, la distribuzione, la conservazione, la vendita e

l’utilizzo finale. Riguarda tutto quello che avviene dall’azienda alimentare in poi.

Nel campo alimentare cambia il valore aggiunto della confezione (spesso in cosmetica il packaging

ha un costo maggiore del prodotto).

Una funzione tecnico - economica finalizzata a minimizzare i costi ed massimizzare i profitti.

Packing: si riferisce sia al manufatto, sia alle attività di confezionamento dei prodotti.

In italiano possiamo usare il termine imballaggio, anche se va usato correttamente in quanto indica

un contenitore, mentre il termine condizionamento indica appunto al traduzione del termine

packaging, di conseguenza indica il sistema.

contenitore primario,

Possiamo definire l’imballaggio come il ossia quello che sta a contatto

diretto con il prodotto. Le proprietà e le performance dell’imballaggio primario definiscono molte

caratteristiche del prodotto. Deve infatti essere sicuro, è necessario per proteggere e preservare la

qualità, rappresenta l’unità di vendita, e ha funzioni di marketing.

secondario

L’imballaggio invece non è a contatto diretto con il prodotto; viene anche detto

imballaggio multiplo. Vedi fascia esterna che tiene le bottiglie (imballaggio primario) dell’acqua. È

concepito con lo scopo di costituire un raggruppamento d’imballaggi primari.

L’imballaggio primario differisce da quello secondario per materiali, funzioni, proprietà e prestazioni.

Troviamo anche degli accessori che fanno parte degli imballaggi primari come i tappi delle bottiglie.

terziario

Successivamente abbiamo anche l’imballaggio che generalmente contengono più

imballaggi secondari: pallet, film, cartoni. Sulla sicurezza dell’imballaggio terziario ci sono meno

regole rispetto a quelle del primario, anche se non tutti i materiali sono adeguati.

Funzioni dell’imballaggio

Contenimento

La prima è la più banale delle funzioni degli imballaggi, e riguarda quella di contenimento

dell’alimento. In generale bisogna tener conto di diversi fattori: forma fisica del prodotto (liquido,

polvere, materiale granulare...); la natura del prodotto (se è corrosivo, volatile, fragile...).

Protezione e conservazione

È bene dire che protezione e conservazione hanno due funzioni diverse.

Per protezione intendiamo la prevenzione a danni fisici e meccanici, ed è quindi necessario

conoscere i fattori critici del prodotto che ne possono causare una perdita del valore. (Vibrazione,

urto meccanico, deformazione, temperatura, effrazione, umidità relativa).

Per conservazione, invece, intendiamo l’arresto o il rallentamento, a causa dell’imballaggio, dei

cambiamenti biologici del prodotto alimentare. Anche in questo caso è necessario conoscere i

fattori critici di alcune condizioni. (Ossigeno, CO , vapore acqueo...).

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Logistica

Occuparsi di logistica significa anche occuparsi di packaging, gestendolo. Il prodotto è soggetto a

numerose operazioni determinanti per il suo costo e la sua redditività. (Movimentazione,

magazzinaggio, trasporto, condizionamento, distribuzione). Occuparsi di packaging significa

intervenire nella pianificazione e negli strumenti della logistica.

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Comunicazione

L’imballaggio è anche definito com “silent seller”, al fine di sottolineare la valenza di mezzo di

comunicazione che svolge. Punti fondamentali sono rappresentati da forma, colore e apparenza

che ne determinano il successo commerciale del prodotto. Oggi la comunicazione fornita con il

packaging non solo ha un’informazione commerciale, ma anche un’utilità per il cliente fornendo

informazioni per il cliente (informazioni nutrizionale, consigli d’uso e conservazione...).

Servizio - convenience

Le caratteristiche di questa funzione sono rappresentate da linguette per l’apertura facilitata,

richiudibilità, flessibilità delle confezioni, l’uso delle confezioni in microonde.

Funzione funzionale

Rappresenta una soluzione di packaging che svolge una funzione aggiuntiva alle altre viste prima.

Le possiamo dividere in due categorie:

- Imballaggio attivo: se può sequestrare sostanze indesiderate o cederne di utili (Pads assorbenti);

- Imballaggio intelligente: se dotato di indicatore che consente di monitorare, direttamente o

indirettamente, la qualità del prodotto.

Ecologica

Un nuovo obbiettivo preso in carico dalle aziende è quello di mantenere un certo standard

ecologico del proprio packaging in modo da tutelare la protezione ambientale. Riguarda

principalmente l’inquinamento e le problematiche relative allo smaltimento degli imballaggi. Si è

intervenuti ad esempio sugli spessori delle lattine, del vetro, dell’alluminio. 8 ottobre 2013

L’idoneità funzionale o adeguatezza tecnologica

Con questi termini indichiamo la capacità di un contenitore (o materiale) di garantire la

conservazione che richiede il prodotto, in modo da offrire un’immagine gradevole, e di resistere alle

normali condizioni di trasporto o d’impiego.

Ogni materiale che viene usato deve garantire quindi certe caratteristiche. Le vaschette per la

carne non sono tutte uguali, così come i film con i quali sono chiusi, ci sono film che vengono

saldati al vassoio, così come ci sono film che vengono semplicemente avvolti e saldati sul film

stesso. Per i pasti pronti da scaldare in microonde bisogna trovare un materiale che si saldi sul

95% del vassoio lasciando un 5% meno saldato in modo da garantire una valvola di sfogo durante

il riscaldamento nel forno microonde. Le buste d’insalata di IV gamma sono in polipropilene che

nella loro struttura chimica contengono anche sostanze anti-fog.

Quindi l’idoneità funzionale è a carico dell’utilizzatore finale (ossia l’azienda alimentare), che deve

decidere, a sua discrezione, quali caratteristiche deve avere il suo imballaggio in modo da

conservare il prodotto nei modi che desidera.

UN ESEMPIO

funzionale

È bene precisare che l’idoneità (o adeguatezza tecnologica) è diversa dall’idoneità

alimentare (o adeguatezza legale). Con il secondo termine ci riferiamo a delle garanzie che devono

essere date dal materiale in Esempio:

modo da non cedere sostanze -Sorpresa

chimiche e/o sostanze in grado -Bussolotto porta

di portare sensibili modificazioni sorpresa Custodie in diverse

pezzature per il mercato

sensoriali nell’alimento, garantire -Alluminio per ricoprire tradizionale e retail.

l’uovo

quindi anche l’igiene. Le -Film flessibile Custodie – espositori per

re s p o n s a b i l i t à d e l l ’ i d o n e i t à -Nastro adesivo o il mercato GDO.

alimentare cadono sul produttore cordino per chiudere Box pallet per il canale

dell’oggetto e sul fornitore delle l’uovo GDO e retail.

-Fiocco

materie prime. -Etichetta ingredienti e

A l c u n e p ro b l e m a t i c h e c h e prezzo

rientrano in questo esempio -Gadget per completare

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dell’uovo, sono rappresentate dalla sorpresa e dal bussolotto porta sorpresa: il peso della

sorpresa, le dimensioni e il peso del bussolotto; queste rientrano nelle problematiche tecniche. Per

quanto riguardo le problematiche alimentari, ci sono problemi dovuti agli odori delle sorprese.

Altri problemi sono ad esempio dovuti all’alluminio e film flessibile: sul piano tecnico bisogna usare

materiali che siano macchinabili; mentre sul piano alimentare non devono presentare residui di

solventi, la parte stampate non può andare a contatto con quella non stampate e soprattutto con il

prodotto; bisogna quindi evitare il set-off.

Eventuali regole che garantiscano l’idoneità funzionale del packaging, si attengono a:

Capitolati di fornitura,

- Specifiche tecniche,

- Accordi

-

che si dovrebbero sempre stabilire tra fornitore e utilizzatore. I capitolati d’acquisto e le schede

tecniche rappresentano uno strumento fondamentale per garantire dei normali rapporti tecnico-

commerciali fra produttore e utilizzatore.

Il capitolato di acquisto può essere costituito da una parte che comprende i dati comuni alla

tipologia d’imballaggio e da una o più schede tecniche, generalmente identificate per singolo

articolo, che comprendono i dati principali e relativi al singolo imballaggio.

In questo modo si limita il numero di capitolati alla singola categoria merceologica (vetri, cartone

ondulato, cartoncino teso, materiale plastico, ...), e si personalizzano le singole schede tecniche

che possono essere più facilmente gestite dai singoli fornitori in termini di redazione e revisione.

schede di conformità

Oltre ai vari dati detti fino ad ora ci sono anche delle di materiali e imballaggi

alle leggi nazionali e al regolamento comunitario.

Proprietà che interessano l’idoneità funzionale

Proprietà meccaniche

Sono quelle che descrivono il comportamento di un solido sottoposto all’applicazione di una forza,

dettato dal peso stesso o da una sollecitazione esterna. La loro conoscenza è di fondamentale

importanza per la valutazione dell’idoneità a un determinato impiego.

Proprietà di resistenza meccanica

Per descrivere il comportamento di un solido sottoposto a sollecitazione e necessario classificare il

tipo:

tipo e la direzione della forza in questione. Possiamo distinguerle per

- statiche,

Forze ossia applicate in modo costante e per tempi discreti. Ad esempio durante

l’impilamento su scaffali; in seguito all’avvolgimento in termoretraibile; pressione interna in

bevande carbonate. Le!proprietà!meccaniche!

Idoneità!funzionale!dei!materiali!di!imballaggio!

- dinamiche,

Forze che sono quelle che si esauriscono in breve tempo come conseguenza di un

urto, caduta, vibrazione... .

FORZE(DI(TRAZIONE(

L Lo!=!dimensione!originale.!!

L!=!dimensione!dopo!la!sollecitazione.!

L

o Deformazione(tensile(=(100(x((L(B(Lo)/Lo(

DIREZIONE( FORZE(DI(COMPRESSIONE(

L Lo!=!dimensione!originale.!!

o L!=!dimensione!dopo!la!sollecitazione.!

L Deformazione(compressiva(=(100(x((Lo(B(L)/Lo(

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direzione trazione compressione.

Per invece possiamo avere: forze di e forze di

Quando si valutano le proprietà di resistenza meccanica di un materiale, si fa uso per lo più di

prove di sollecitazione a trazione in quanto sono quelle che più facilmente consentono di

visualizzare il comportamento meccanico, ma anche perché, generalmente, tutti i materiali si

dimostrano più deboli in queste prove piuttosto che in quelle di compressione.

I test di compressione vengono invece realizzati quando s’intende valutare un manufatto finito (la

scatola, la cassa, il barattolo, ecc.); in particolare per simulare un impiego reale.

Test di resistenza alla trazione

La resistenza alla trazione è una proprietà meccanica molto importante per tutti quei materiali che

devono essere messi in trazione anche nel corso della loro fabbricazione.

Dinamometro

Ma cosa significa essere resistenti? C'è una definizione precisa. Per misurare la resistenza alla

trazione di un provino si utilizza una macchina detta dinamometro. Semplicemente, la macchina

blocca attraverso due morsetti le due estremità del provino e quando si dà il via alla prova, tira una

delle due estremità con velocità costante.

Cosa avviene durante questo test?

Mentre tira il provino, il dinamometro misura la forza (F) che sta esercitando per allungarlo.

Conoscendo la forza esercitata sul provino, è possibile ricavare la sollecitazione esercitata sul

provino dividendo il valore di forza esercitata per l’area del provino (prodotto della sua larghezza

F/A = sollecitazione

per lo spessore).

Lo strumento, per mantenere costante la velocità, incrementa la quantità di forza, e ovviamente

aumenta la sollecitazione sul provino fino a quando non si rompe. La sollecitazione necessaria a

rompere il provino è la resistenza a trazione del materiale. (Poiché la sollecitazione a trazione è la

forza applicata a un campione divisa per l'area del campione stesso, la sollecitazione a trazione e

Le#proprietà#meccaniche#

eità#funzionale#dei#materiali#di#imballaggio#

la resistenza a trazione sono entrambe misurate in unità di forza divise per unità di superficie,

normalmente Ncm

-2 ).

sforzo# esercitato# e# # del# provino# fino# alla# rottura,# vengono# registrati# in#

L'allungamento è un tipo di deformazione. La deformazione è una semplice variazione della forma

ntinuo,#producendo#la#classica#relazione# #(stress/strain).#

di qualunque cosa sottoposta a uno sforzo. Quando

Sforzo (stress) parliamo della resistenza a trazione, il provino si

deforma quando lo si stira e si allunga. Questo è ciò

Y B

E che chiamiamo allungamento.

Nella prima parte della curva l’andamento è lineare e

la pendenza è costante (quindi se interrompo il test il

limite

campione torna allo stato originale). Punto (E)

di elasticità. A un certo punto s’inizia a modificare la

zona di

curva in modo irreversibile (Y) ed è chiamato

Deformazione (strain) deformazione plastica dove il materiale non

risponde più alle sollecitazioni che stiamo fornendo.

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Test di trazione. Relazione tra sforzo (N/mm ) e deformazione (%). E = Fino ad arrivare al punto (B) che rappresenta la

Limite di elasticità; Y = limite di snervamento;

B = Limite di rottura . rottura del provino.

Per una caratterizzazione oggettiva dei materiali in forma piana (films, foglie o lamine di carta,

plastica o metallo), la curva di sforzo/deformazione consente di ricavare alcuni parametri

quantitativi, frequentemente utilizzati nella definizione delle specifiche dei materiali d’imballaggio:

- Modulo di elasticità (modulo di Young); espresso generalmente in Ncm

-2

, rappresenta una

misura dell’elasticità: più alto è il modulo, maggiore è la rigidità del materiale. Corrisponde al

rapporto tra lo sforzo e la corrispondente deformazione sotto il limite di proporzionalità, rapporto

che è costante nel tratto lineare della curva; quando i materiali non mostrano una relazione lineare

tra sforzo e deformazione anche per sollecitazioni molto minori al limite di snervamento, si

considera come modulo elastico la pendenza della tangente alla curva in corrispondenza di una

piccola deformazione (spesso il 2%);

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- Limite di elasticità (limite di proporzionalità) (E); espresso ugualmente in Ncm , rappresenta

-2

la massima sollecitazione che il materiale è capace di sostenere senza che si verifichi una

deviazione dalla proporzionalità diretta tra sforzo e deformazione;

- Limite di snervamento; espresso ugualmente in Ncm , rappresenta la sollecitazione che

-2

corrisponde alla prima significativa inflessione della curva, quando ad un aumento della

Le#proprietà#meccaniche#

deformazione non corrisponde un aumento della sollecitazione e la pendenza si annulla.

neità#funzionale#dei#materiali#di#imballaggio#

- Modulo di snervamento;

-

Quello# che# è# importante# sapere# e# che# affinché# un# materiale# sia#

Allungamento alla rottura;

resistente#non#è#necessario#che#sia#anche#tenace.##

- Resistenza alla trazione (sollecitazione massima);

# - Limite di rottura (sollecitazione di rottura);

Osserviamo# qualche# altro# grafico,# per# capire# meglio.# Diamo#

- Modulo di rottura;

un'occhiata# a# quello# di# sotto,# quello# con# le# tre# curve# (una# blu,# una#

- Resilienza (o tonacità): è una misura dell’energia che un provino può assorbire prima di rompersi.

rossa#e#una#rosa)#

E’ data dall’area sottesa alla curva sforzo-deformazione sforzo-

La curva blu è la curva

Sforzo deformazione per un campione

Sforzo RESISTENTE (alto Modulo di Young =

rigido), ma NON TENACE (piccola area

sottesa). Come si può vedere ci vuole

molta forza per romperlo, ma non molta

energia, vista la piccola area sotto la

curva. Quindi questo campione non si

allunga molto prima di rompersi. Un

materiale come questo è resistente, ma

non si deforma molto prima di rompersi

Deformazione FRAGILE.

ed è chiamato

sforzo-deformazione

La curva rossa è la curva per un campione meno RESISTENTE (discreto

Modulo di Young = meno rigido) e più TENACE (maggiore area sottesa). Questo materiale non è

resistente quanto quello della curva in blu, ma l'area sotto la curva rossa è maggiore di quella sotto

la blu. Cioè assorbe più energia del campione blu.

sforzo-deformazione

La curva rosa è la curva per un campione NON RESISTENTE (basso

Modulo di Young = non rigido) e non TENACE (bassa area sottesa).

Ma perch&ea