Quaderno di packaging

Materiali di confezionamento per il latte di alta qualità

Ad esempio il latte alta qualità è confezionato in PET con tappo in materiale diverso ed etichetta in PET. Il PET lo usiamo anche per l'acqua. Esso è un materiale con scarsa barriera per i gas, è trasparente alla radiazione solare e funziona per l'alta qualità perché esso ha shelf-life di 6 giorni, quindi ha una funzione più di contenimento rispetto a quella protettiva vera e propria.

Il latte fresco pastorizzato invece lo possiamo trovare in bottiglia, in contenitori simili a tetrapak, ovvero cartoncini multistrato. La bottiglia trasparente viene sempre più associata al latte di alta qualità, mentre quello in cartone no, poiché la shelf-life sarà maggiore.

Il tetrapak ha una funzione aggiuntiva al contenimento e alla generica protezione, poiché protegge il latte dalla radiazione visibile durante le fasi di vendita nellosca ale, poiché sta a sca ale di più dell'altro. La luce

causa al latte ossidazioni, e attiva la ribo avina che reagisce e produce cattivi sapori e odori sgradevoli. Il contenitore tetrapak del latte non ha alluminio perché la shelf-life non è così estesa da richiederlo. Nel latte UHT a lunga conservazione vi è anche uno strato di alluminio. Altro esempio nelle capsule di caffè: Nespresso produce capsule in alluminio, e qui il caffè si conserva senza bisogno di un packaging secondario. Lavazza produce capsule in polipropilene, che ha bisogno di un packaging secondario per la conservazione, ovvero bustine metallizzate. Lezione 3 Chi definisce l'idoneità funzionale o l'adeguatezza tecnologica? La responsabile è l'azienda alimentare, cioè l'utilizzatore finale; non è chi fornisce il materiale di confezionamento o chi distribuisce il prodotto confezionato. La responsabilità è quella di scegliere un imballaggio funzionale anche per

Le successive fasi di distribuzione del prodotto. Esistono leggi cogenti che impongono all'azienda alimentare quale materiale scegliere? NO. L'azienda alimentare deve aver ben chiaro quali sono le proprietà principali dei materiali che servono a proteggere gli alimenti. All'azienda è richiesto di conoscere per ciascun materiale trattato una serie di caratteristiche e proprietà che permettano di discriminare un materiale al posto di un altro; bisogna conoscere quindi le proprietà di usionali, meccaniche, chimiche ottiche, termiche ecc. Se conosciamo e riconosciamo tutte queste proprietà, vuol dire che l'azienda sarà in grado di stilare una scheda tecnica che riporti le principali proprietà del materiale.

Proprietà di usionali: Fanno riferimento al trasferimento di aeriformi attraverso lo spessore di un materiale, quindi attraverso le pareti di un contenitore. Questo fenomeno riguarda solo ed esclusivamente i materiali.

polimerici come plastiche e bioplastiche, quindi non interessa un contenitore in vetro, alluminio, metallo ecc, poiché sono materiali inorganici.

I gas a cui facciamo riferimento sono l'azoto, l'ossigeno, la CO2, quindi gas naturalmente presenti nell'ambiente o che possono essere impiegati per le atmosfere protettive; parliamo anche di vapori organici come gli aromi o il vapore acqueo.

Può succedere che l'ossigeno possa entrare nella confezione o uscire, oppure del vapore acqueo che può entrare, degli oli essenziali del prodotto che tendono a uscire, o degli odori malevoli dell'ambiente che tendono ad entrare.

Un altro esempio sono le bevande gassate che nel corso del tempo tenderanno a perdere gas e assorbire ossigeno.

Un ulteriore esempio riguarda i prodotti vegetali, che sono alimenti con un metabolismo, che consumano O2 e producono CO2; nell'imballaggio ciò è oggetto di discussione.

Le proprietà di conservazione rallentano

Tutti questi fenomeni di decadimento degli alimenti. Perché proprio i materiali plastici e bioplastici? Perché questi materiali presentano delle strutture complesse e irregolari, caratterizzate da numerosi spazi vuoti che si prestano a determinati trasferimenti di gas e vapori. È importante conoscere sempre le caratteristiche dei gas quando uso atmosfere protettive ad esempio; con le MAP (modi ed atmosphere packaging) si fa uso di specifi ci gas come ossigeno, azoto, CO2, argon, elio e protossido d'azoto; l'elio siff fi fi ff ff fi ff fi usa come tracciante di perdite, ma non si usa mai nelle confezioni; il protossido d'azoto si usa nelle bottiglie di panna spray, mentre in quasi tutti gli altri casi si usano solo i primi 4. Esempio della carne rossa: la confeziono con il 70/80% di ossigeno, no al 30% di CO2 e poco azoto; questa combinazione di gas, diversa da quella ambientale (dove c'è 21% di O e 0,2% di CO2) aiuta a prevenire alterazioni.

dovute principalmente da Pseudomonas, evita l'inscurimento, poiché né la Mioglobina rimarrà ossigenata la carne resterà rossa, mentre se si ossida la mioglobina la carne diventerà marrone, o ancora può essere deossigenata se modi candol'ambiente dove conservo la carne togliendo l'ossigeno, ad esempio sottovuoto, arrivando ad una colorazione porpora. Durante la shelf-life voglio ridurre i microorganismi alteranti e tener bella rossa la carne; nell'atmosfera scelgo quelle percentuali perché l'ossigeno ad alte concentrazioni inibisce anche i microorganismi aerobi, poiché ce n'è troppo anche per loro; aggiungo in ne la CO2 che ha un effetto antimicrobico sui microorganismi, rallentando di molto la crescita e mantenendo costante no a 3 settimane il numero di Pseudomonas. Tuttavia i lattici trovano condizioni migliori per crescere. Per quanto riguarda il colore, questo ambiente lo mantiene.

rossoperché la mioglobina rimane ben ossigenata. Un altro passaggio è la scelta del materiale di conservazione più idoneo per il mantenimento della shelf-life e per racchiudere bene l'atmosfera protettiva che ho creato; devo conoscere la permeabilità ai gas degli imballaggi. Permeabilità fa riferimento al trasferimento di gas e vapori attraverso una confezione; conoscere la permeabilità di un materiale mi consente di stimare la shelf-life di un alimento. Come avviene questo trasferimento di gas e vapori?

• Fessura/rottura, anche non visibile ad occhio umano o vicino alle saldature; questi trasferimenti riguardano tutti i gas ed è un passaggio indi erenziato. E' un fenomeno imprevedibile e inquanti cabile.
• Fori e canali, quando i due lati del materiale creano una discontinuità tale da mettere in collegamento diretto un lato del materiale e l'altro; è un proprietà intrinseca del materiale stesso. Riguarda anche

passaggio di liquidi edanch’esso non è quanti cabile. Questo, assieme alle rotture, sono ussi di tipocapillare, e non sono da considerarsi come permeazione.

Se voglio parlare di trasferimento di gas attraverso una super cie integra, miriferisco al trasferimento attraverso le normali discontinuità contenute nellanormale matrice polimerica (detto anche volume libero).

• Lacune intramolecolari, attraverso la molecola stessa.
• Lacune intermolecolari.

Questo passaggio di aeriformi attraverso la struttura del polimero prende il nome dipermeabilità.

Questo trasferimento avviene solo se esiste un gradiente di concentrazione tra idue lati del materiale, questo fa riferimento alla concentrazione o alla pressioneparziale di ogni singolo gas.

Flusso di usivo, attraverso gli spazi vuoti del canale; possono essere espressicome DO2/*materiale*= … (es: DO2/LDPE= 0.46*10^-6 cm^2s^-1).

ff fi fi fi ff fi fi ff fl fifi fiMeccanismo de nito anche come di usione attivata,

permeazione dipende dalla permeabilità del materiale e dalla di erenza di concentrazione tra i due lati. Durante la permeazione, le molecole del gas si diffondono attraverso la matrice del materiale, passando da un lato all'altro. Questo processo avviene grazie all'interazione tra le molecole del gas e la superficie del materiale. Le molecole del gas vengono adsorbite sulla superficie del materiale e si dissolvono al suo interno. Questa fase di adsorbimento avviene in tempi che dipendono dalla capacità di interazione del gas con la superficie del materiale. Una volta che gli spazi disponibili sulla superficie del materiale sono saturati, il gas tende a diffondersi attraverso lo spessore del materiale. Questo avviene grazie alla di erenza di concentrazione tra i due lati del materiale. La velocità di permeazione dipende dalla permeabilità del materiale, che è una proprietà intrinseca del materiale stesso, e dalla di erenza di concentrazione tra i due lati. In sintesi, la permeazione di un gas attraverso un materiale avviene solo se c'è un gradiente di concentrazione tra i due lati del materiale. Questo processo è complesso e dipende dall'interazione tra il gas e la superficie del materiale, richiede il superamento di un'energia di attivazione e avviene sotto l'effetto di una forza motrice determinata dalla di erenza di concentrazione o di pressione parziale.

trasferimento resta costante perché la differenza di concentrazione rimane costante. Nell'ultima fase, detta di desorbimento, il gas abbandona la matrice polimerica, si disperde nell'ambiente a concentrazione minore finché non si raggiunge un equilibrio tra i due lati del materiale. L'equilibrio si raggiunge sempre.

Tecniche di misurazione della permeabilità

Metodo di misura quasi isostatico

Nella semicella superiore faccio passare il gas di cui voglio misurare la permeabilità; nella semicella inferiore non dev'esserci traccia del gas in partenza, quindi si lava con un gas inerte; è una camera d'accumulo. Il sistema è condizionato ad una certa temperatura e si inizia. Si descrive una curva tramite la rilevazione con un computer. Si dice sistema quasi isostatico perché man mano che il gas permea nella semicella inferiore, abbiamo una modifica del delta. Se la forza motrice cambia, si modifica il profilo di permeazione, quindi

Le macchine sono studiate a non cambiare perché questa forza non vari nel tempo. Questo sistema ha il vantaggio di poter caricare nella semicella superiore più gas.

Metodo di misura isostatico

Nella semicella superiore abbiamo il passaggio di O2 o CO2 in modo tale da creare forza motrice; nella semicella inferiore c'è un lavaggio continuo con gas inerte, quindi non è più una camera di accumulo; mano a mano che il gas permea nella cella inferiore passa subito al sensore, quindi il delta non varia, abbiamo una forza motrice sempre massima e le misure sono più specifiche e precise; lo svantaggio di queste misure è che abbiamo un sensore specifico per ogni gas, quindi non possiamo misurare contemporaneamente nella stessa macchina più gas.

Queste misure sono il punto di partenza per la caratterizzazione dei materiali.

Lezione 4

Permeabilità

Quantità di gas che permea attraverso una superficie unitaria in un'