Riassunto lezioni elementi di packaging - parte 1 e 2

Formule e tecniche di misurazione della permeabilità

La velocità di trasmissione (GTR) è invece data da: A*t

Permeabilità delle strutture composite:

• Struttura composita in serie: 1/Ptot = 1/ P1 + 1/P2 + 1/P3
• Struttura composta in parallelo: ApackPpack = (A1 P1) + (A2 P2) + (A3 P3)

Tecniche di misurazione della permeabilità:

• Metodo di misura quasi isostatico: la semicella inferiore è chiusa, saturata con elio o azoto, periodicamente viene fatto un piccolo prelievo del gas e si determina l'incremento di concentrazione. Trascorso il tempo di ritardo la velocità di incremento della concentrazione si mantiene costante fino a che non viene alterata la differenza di pressione parziale. Ha il vantaggio di poter analizzare contemporaneamente la permeabilità di più gas.
• Metodo di misura isostatico: in entrambe le semicelle viene fatto circolare del gas alla medesima pressione: gas test in quella superiore e un gas poco permeabile in quella inferiore.

semicella inferiore è collegata ad un sistema di rivelazione selettivo che registra l'aumento di concentrazione. Trascorso il tempo di ritardo la concentrazione del gas test in quello di trasporto della semicella inferiore si stabilizza ad un valore proporzionale alla permeabilità del materiale. Questo metodo risulta molto accurato e sensibile, ma ha il limite di misurare la permeabilità di un gas pervolta e richiede un'operazione di preliminare taratura.

metodo dinamico nella semicella inferiore è contenuta dell'acqua distillata ed in quella superiore è alloggiato un elemento sensibile all'umidità relativa ed un sistema di circolazione di aria secca. I sensori di umidità utilizzati sono degli elementi che variano la conducibilità elettrica in funzione dell'umidità relativa o dei sensori ad infrarosso tarati per rilevare l'assorbimento di acqua nel tempo nella semicella superiore. Fattori

tecnologici che influenzano la permeabilità: - densità: se considerata come una stima del volume libero, è influente alla permeabilità dei gas vapori (più denso = meno permeabile) - cristallinità: se il polimero è molto cristallino, le macromolecole sono impaccate bene e quindi gas e vapori passano meno nella struttura. Più un polimero è cristallino, più diventa fragile. - peso molecolare: maggiore è il peso molecolare e minore è la permeabilità, ma non è molto influente. - reticolazione: gestito in fase di produzione del polimero, attraverso l'utilizzo di additivi che formano legami inter-catena, formano una struttura più reticolata che rende più difficoltoso il passaggio di gas e vapori. - orientazione: in fase di produzione, con polimero ancora caldo, una macchina stira il polimero, strutturandolo in modo da controllare gli spazi vuoti e diminuendo gli spazi intra-molecolari, attraverso.i quali possono passare gas e vapori- differenza di pressione parziale forza motrice del fenomeno di permeabilità, maggiore è e maggiore è la velocità- umidità relativa in determinati materiali può modificare la permeabilità ai gas- differenza di pressione assoluta influenza poco la permeabilità, ma maggiore è la pressione assoluta all'interno di un materiale e minore è la permeabilità al gas all'interno del materiale- temperatura se aumenta T aumentano anche i moti termici e quindi anche la forza permeabile ai gas. Si modifica il coefficiente di diffusione, solubilità e quindi di permeabilità. L'energia di attivazione di permeazione per alcuni materiali è l'energia di attivazione per la solubilità per quella di diffusione.- tipo di gas esempio l'anidride carbonica permea 5/6 volte più velocemente rispetto all'ossigeno, mentre quello meno permeante

è l’azoto.- plastificantiadditivi aggiunti nella matrice polimerica che fa scivolare le catene del polimero, diminuendo lapermeabilità- caricheadditivi che modificano diverse caratteristiche del polimero, tra cui anche la permeabilità- solventi residui- spessoreaumentando lo spessore, diminuisco la permeabilità, ma ho vincoli ambientali e costi di smaltimento eproduzione- superficiemaggiore è la superficie di contatto e maggiore è la permeabilità

Proprietà chimiche

• Proprietà ottiche

LO SPETTRO ELETTROMAGNETICO

Parliamo di proprietà elettromagnetiche parliamo delle caratteristiche di un materiale sottoposto a radiazionielettromagnetiche, divise in base alla frequenza, ossia al numero di oscillazioni, misurate in Hertz.

Radiazioni ionizzanti

• Raggi X, gamma e ultravioletti.

Sono in grado di ionizzare gli atomi e molecole del mezzo attraversato.

I raggi x vengono usati per identificare la presenza di corpi

Metallici nelle confezioni alimentari; i raggi gamma vengono usati nei paesi extraeuropei come sanitizzanti anche per prodotti già confezionati; gli ultravioletti sono potenzialmente dannosi anche per i materiali di confezionamento e alimenti, ma hanno azione sanitizzante.

Non ionizzanti:

• Radiazioni non pericolose dal punto di vista biologico e senza energia sufficiente per una reazione di ionizzazione (UV, visibile, infrarosso, microonde, radiofrequenze).

L'assorbimento di radiazioni non ionizzanti può provocare un'emissione di energia, delle quali le più pericolose sono quelle al di sotto della zona del visibile.

Ogni lampada ha un suo setto di emissione e per legge non possono emettere raggi UV (quando troviamo salumi con colore alterato, spesso una combinazione di presenza di ossigeno associata all'esposizione alla luce non corretta).

Le lampade usate nella GDO hanno filtri che si consumano e non c'è controllo da parte dell'ASL delle

luci usate, la cui energia può essere sufficiente per la formazione di radicali con conseguenze ossidazione. Aggiungendo additivi al polimero posso rallentare le reazioni di ossidazione.

FOTO OSSIDAZIONE

Lunghezza d'onda delle radiazioni del visibile, vengono assorbite dall'alimento, passando da uno stato energetico basale ad uno attivato e con presenza di ossigeno l'energia in eccesso viene ceduto ad esso, il quale diventa ossigeno singoletto, molto reattivo nei confronti dei doppi legami. L'ossigeno singoletto colpisce anche i pigmenti, cambiando la colorazione dell'alimento. È importante controllare di un imballaggio la fonte luminosa a cui viene sottoposto e anche la presenza di ossigeno residuo, applicando anche dei filtri che assorbono le radiazioni luminose dannose.

LIMITARE I DANNI DA UV

Assorbimento: L'energia UV viene assorbita da assorbitori/stabilizzatori, e vengono riemesse radiazioni a maggior lunghezza d'onda.

(idrobenzofenone)Quanching

1. Sottrarre energia di eccitazione a sostanze UV sensibili, riportandole ad uno stato stabile (Sali organici di nichel)
2. Scavenger di radicali
3. Prevenzione delle reazioni attivate dall'irraggiamento UV (antiossidanti, hindere amine light stabilizers)

PROPRIETA DEL MATERIALE DI CONFEZIONAMENTO La tendenza attuale è l'uso di imballaggi il più trasparente possibile, cui vengono aggiunti additivi per UV. La trasparenza non è importante per informazioni sulla protezione che il materiale offre al prodotto alimentare poiché è una proprietà estetica (percentuale di luce 550nm che viene trasmessa senza essere deviata dal campione, rispetto alla luce incidente). Spettro di trasmissione

• Spettro infrarosso
• Tra 800 e 40000-50000nm divisa in vicino (NIR), medio, lontano infrarosso, dei quali i primi due interessano anche processi di cottura, ma il primo è quello che più interessa perché è

Una zona in cui le molecole organiche sono sensibili e, in seguito all'assorbimento di una radiazione, i legami di una molecola si modificano. Ogni molecola o composto chimico da origine a uno spettro caratteristico composto da una zona dei gruppi funzionali che va da 3500 a 1500nm, usata per il riconoscimento dei materiali anche in fase di riciclaggio.

Nitidezza:

• Opacità
• Percentuale di luce deviata per diffusione e rifrazione di un angolo superiore a 2,5°. È importante perché è funzione dell'organizzazione spaziale del polimero e può essere quindi gestita tecnologicamente.

Brillantezza:

• Considera la radiazione riflessa dal materiale specularmente, importante per i materiali metallizzati.
• Importante per il glossimetro, il quale emette sulla superficie del materiale una radiazione nella regione del visibile, con un angolo dai 20° ai 60° e misura la radiazione riflessa.
• Maggiore è la brillantezza e migliore sarà la

Un materiale in un forno a microonde può comportarsi come trasparente, riflettente e assorbente.

Per migliorare la cottura in microonde si ricorre all'uso di imballaggi con film suscettori che assorbono le microonde, convertendo l'energia in calore sull'alimento.

Il problema è che un materiale suscettore può generare nel calore nel materiale plastico vicino, inducendo la formazione di sostanze che possono finire negli alimenti.

<3. IDONEITA ALIMENTARE O ADEGUATEZZA LEGALE>

Adeguatezza del materiale a contatto con l'alimento, che deve dare garanzia igienica, non deve portare a contaminazioni chimiche e sensoriali.

La responsabilità è del produttore dell'oggetto e del fornitore delle materie prime, sotto il controllo di leggi europee MOCA (materiali e oggetti a contatto con gli alimenti) Art.3 Reg. CE 1935/2004

Devono essere sufficientemente inerti da escludere il

Trasferimento di sostanze ai prodotti alimentari in quantità tali da mettere in pericolo la salute o da comportare una modifica inaccettabile della composizione o delle caratteristiche sensoriali dei prodotti alimentari. Alla base dell'idoneità troviamo un trasporto di massa con processo diffusivo. Il trasferimento di sostanze dall'alimento all'imballaggio è definito migrazione negativa (indica la direzione), mentre dall'imballaggio all'alimento viene definito migrazione positiva. Il RASFF è il sistema di allerta per la gestione dei rischi sul mercato, nei diversi comparti, in tempo reale.

SOSTANZE MIGRABILI coinvolte nella migrazione positiva

Intenzionalmente aggiunte:

• Monomeri e catalizzatori, solventi

Anche detti residui, sono di diversa natura e residuano a causa di una incompleta reazione o perché sono costituenti minori

Additivi e coad