envases
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ENVASES EN ALIMENTOS
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Un poco de historia
■ Hombre primitivo: Alfarería, madera, cueros, vísceras animales.
■ Aparición del Vidrio, perfeccionamiento de la alfarería y cerámica■ Desarrollo de la Hojalata y evolución del Papel■ Aparición del Celofán, plásticos muy diversos■ Aluminio, cartones■ Películas Comestibles■ Envases biodegradables■ Envases Inteligentes
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❋ Definición Bromatológica! Es el recipiente, el empaque o el embalaje destinado a
asegurar la conservación y facilitar el transporte y manejo de alimentos (sección 1)
! Envase Primario: en contacto directo con el alimento
! Envase Secundario: destinado a contener varios envases 1arios
! Envase Terciario: destinado a contener varios envases 2arios
! Envase de primer uso
! Envase característico: envase cuya forma, tamaño, color, leyenda e identificación, permite reconocerlo para uso exclusivo de un determinado tipo de alimento.
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Funciones➛ Contener➛ Proteger ➛ Prevenir Contaminación de vectores biológicos➛ Medio de Información➛ “Amigables” con el medio ambiente➛ Presentar al alimento
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Proteger (evitar deterioro físico, químico)
➛ Barrera a la luz
➛ Barrera a gases (O2, CO2, C2H4)
➛ Barrera al vapor de agua
➛ Barrera a la pérdida de aromas y sabores
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Envasado Efectivo de Alimentos : RequerimientosRequerimientos■ No Tóxico■ Proteger de contaminación microbiológica■ Proteger del ingreso de olores ambientales■ Barrera a la humedad y O2
■ Transparente■ Compatible con el alimento■ Fácil de abrir■ Bajo costo■ Deposición luego de uso: Fácil■ Conocer propiedades Termo-Mecánicas
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Envases: Tipo de MaterialesTipo de Materiales■ Vidrio■ Metal■ Papeles y Cartones■ Polímeros: Plásticos■ Biodegradables
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Envases de Vidrio■ …más de Historia:
➟ 7000 A. C.: Comienza siendo utilizado en alfarería➟ 1500-3000 A. C.: Egipcios lo industrializan➟ 1200 A. C.: prensado en moldes(copas)➟ 200-300 A.C: Fenicios inventan el soplete➟ Era Cristiana: aparecen los vidrios transparentes➟ S XVII-XVIII: Formas irregulares, nombres al ser manufacturado.➟ 1889: patente de la 1era máquina automática.➟ Reservado para productos con un alto valor.
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Propiedades del Vidrio■ Ventajas
– Químicamente resistente(durabilidad)– No es necesario coberturas internas– Higiénico– Impermeable a gases y vapores– Flexibilidad de formas, tamaños y colores– Re-utilizable; 100% reciclable– Producto visible
■ Desventajas– Muy frágil– Resistencia limitada al shock térmico– Peso– ¿Costo?
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Formas y diseños en vidrio
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un poco de buen gusto y...!!
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…mucha imaginación!!
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Envases Metálicos■ …un poco más de Historia
➠ Antiguos envases de plata y oro!!!➠ 1200 D.C.: Bohemia se descubre el proceso de la producción de hojalata,
guardado en secreto hasta 1600.➠ SXIV (Bavaria): Latas de Fe recubiertas con estaño➠ A principios SXIX Duke de Saxony “introduce” la técnica en Francia y el
Reino Unido ➠ 1795 Bonaparte ofrece 12000 francos➠ 1809 N. Appert utiliza por primera vez envases de metal para alimentos➠ 1810: en Londres se da 1era Patente: Peter Durand➠ 1818 Durand la introduce en América (patentada en 1825 por T. Kensett)➠ 1825: Se extrae Al de Bauxita al precio de 545$/libra➠ 1846 Evans inventa un dispositivo para hacer 60 latas/h➠ 1852: Desarrollo del proceso de producción de aluminio➠ 1880-90: 1era máquina automática (Gran Bretaña)
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■ …un poco más de Historia continuación➠ 1885: Leche condensada es la 1era lata en conserva en USA➠ 1900: lata de apertura superior por la tapa en Europa➠ 1942: Precio del aluminio es de 14$/libra➠ 1950s: Primeros recipientes de aluminio➠ 1959: 1era lata de aluminio➠ 1963: abre fácil en aluminio➠ 1965: Latas sin Sn (se usa óxidos de Cr)➠ 1970: latas de 2 piezas de hojalata en Gran Bretaña➠ 1970’s: latas de aluminio de 2 piezas
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Tipos de Metal
➘ Acero➘ Aluminio
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Materiales disponibles para latas de acero
➘ Acero sencillo: Hojas de acero recubiertas➘ Internamente por epoxi o vinilo➘ Externamente por lacas, barnices o esmaltes
➘ Acero estañado: Hojas de acero recubiertas con Sn➘ Evitan la corrosión ➘ Aspecto brillante
➘ Aceros TFS: Hojas de acero recubiertas con una capa fina de óxido de cromo
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Acero: Hojalata➘ ¿Qué es?➘ Ventajas:
➘ Maleable y dúctil➘ Resistente
➘ Desventaja:➘ Corrosión
➘ Principal uso: enlatados➘ Hojalata 100% reciclable y 100% biodegradable➘ Cobre usado en la costura de los envases➘ Barnices: origen vegetal
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Aluminio■ Ventajas:
– No imparte sabores y olores al alimento– No causa decoloración– Resistente a la corrosión– Livianos– Reciclables– Vida útil de bebidas: 17-39 semanas
■ Desventajas:– Débil resistencia a ácidos y soluciones cloradas– Deformación en la manipulación y transporte
■ Principales Aplicaciones:– Bebidas enlatadas– Aerosol– Papel
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❋ Definición Envase Flexible:Material que por su naturaleza se puede manejar en máquinas de envoltura, llenado y sellado, constituído por uno o más de materiales básicos tales como: papel, celofán, aluminio o plástico y que puede presentarse en rollos, bolsas, hojas, impresos o no.
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Tipo de Envases Flexibles
❋ Papeles y Cartones❋ Celofanes❋ Aluminio❋ Polímeros
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Papeles y cartones■ …un poco más de historia
➸ 100-200 años A. C.: Chinos envuelven alimentos➸ 1310 ingresa al Reino Unido➸ SXVII los Chinos inventan el cartón➸ 1690 llega el papel a USA➸ Primeros papeles a partir de fibras de lino➸ 1817 en Inglaterra se produce la 1er caja de cartón comercial➸ 1844 Bristol, Inglaterra: primeras bolsas➸ 1850s: papel corrugado➸ 1852 en USA: primera máquina de bolsas➸ 1867: a partir de pulpa de celulosa➸ 1905: máquinas automáticas para producir bolsas e imprimir en
línea➸ 1925: pegado de bolsas➸ Los hermanos Kellogs fueron los primeros en usar cartón ➸ 1970-1980: pierden fuerza frente a los plásticos➸ Fines SXX la tendencia comienza lentamente a revertirse.
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Clases de Papeles y Cartones
❋ Papel Kraft (Alta resistencia al desgarre y flexibles)
❋ Glassine (alta resistencia a grasas y aceites)
❋ Cartón Blanqueado (empaque aséptico)
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Polímeros: Plásticos■ Haciendo Historia
➠ Nacen en el SXIX➠ 1831: se destila estireno a partir de bálsamo➠ 1900 acetato de celulosa, usado en fotografía desde 1909➠ 1924 DuPont produce el Celofán➠ 1933 Alemania perfecciona el proceso➠ 1950 se vende mundialmente➠ 1835: se descubre el cloruro de vinilo➠ 1933 se descubre el polietileno➠ 1936 se produce el polimetil metacrilato (PMMA)➠ 1947 se moldearon botellas de PVC➠ 1950se descubre el polipropileno➠ 1958 se producen films de PVC➠ …etc
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Clases de Celofanes❋ PT (transparente, no termosellable, muy permeable al vapor
de agua)❋ LT (1 cara recubierta con nitrocelulosa: termosellable, baja
barrera al vapor de agua)❋ MSAT (ambas caras recubiertas, resistente a la transferecia
de vapor de agua)❋ Celofán R (ambas caras recubiertas con cloruro de
polivinilideno; buena barrera a vapores y gases, sellable por ambas caras; usado en papas fritas; snacks, galletería)
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Clases de Polímeros❋ Polietileno
❋ Polietileno de Baja Densidad (PEBD o LDPE)❋ Polietileno de Alta Densidad (PEAD o HDPE)❋ Polietileno Lineal
❋ Ionómeros❋ Copolímeros de etileno y radicales Zn o Na (Surlyn)
❋ Polipropileno❋ Cloruro de Polivinilo (PVC): 3 Tipos
❋ Película Rígida❋ Película Extensible❋ Película termoformable
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❋ Película de Policarbonato❋ Gran transparencia, resistencia mecánica a los aceites. ❋ Alta estabilidad témica: entre -140 y 270ºC.
❋ Película de Poliéster (Polietilen Tereftalato: PET)❋ Alta resistencia térmica: entre -70 y 150ºC❋ Usado para hervir en la propia bolsa (boil- in- bags) y para esterilizar❋ PET metalizado para empaques de : café, snacks y vinos (bolsa en caja)
❋ Películas de Nylon ❋ Nylon: nombre genérico para la familia de las poliamidas❋ Excelente barrera al O2 y aromas, alta dureza, termoformables y alto
punto de fusión. ❋ Se usa en combinación con otros polímeros
❋ Poliestireno (PS)❋ Alta resistencia mecánica, no absorbe humedad
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Permeabilidad de Films PlásticosPolímero Oxígenoa CO2
a Vapor de aguab
Nylon-6 7.8-11.6 39-47 0.70PET 12-16 58-97 0.12PVC 19-78 78-190 0.14PEAD 390-780 2300-2700 0.025PP 580-970 1900-2700 0.041PEBD 970-1400 3900-7800 0.091PS 970-1600 2700-5800 0.047
a. cc.µm/m2.d.Kpa a 20ºC y 75%HRb. g.mm/m2.d.Kpa a 38ºC y 90%-0%HR
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Envases Multicapas
MATERIALES LAMINADOS: 2 CAPAS
POLIETILENO
ADHESIVOTINTAS
BOPP CRISTAL
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Envases Multicapas
MATERIALES LAMINADOS: 3 CAPAS
POLIETILENO
ADHESIVO
BOPP METALIZADO
ADHESIVOTINTAS
POLIESTER
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Envases MulticapasTetrapackTetrapack
65
43
21
1.Polietileno - protege contra la humedad del exterior
2. Cartón – da estabilidad y fuerza; es la base del diseño impreso
3. Polietileno – capa de adherencia4. Hoja de aluminio – barrera contra oxígeno, gases, olores y luz; es conductor del impulso de alta frecuencia
5. Polietileno (con adherencia mejorada)6. Polietileno (+ polimero adhesivo)
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ENVASES FLEXIBLES: FORMATOS
ENVASE 4 SELLOS
SOBRE
SACHET
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ENVASE 4 SELLOS
DOY PACK
CON ZIPPER
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ENVASE 4 SELLOS
DOY PACK
CON VÁLVULA
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ENVASE 3 SELLOS
FONDO PLANO
PRISMATICO
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Algunos Envases
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Biopolímeros Naturales
Origen MarinoOrigen Marino
Chitina/Chitosano
Origen AnimalOrigen Animal
Colágeno/Gelatina
AgriculturaAgriculturaMicrobiológicoMicrobiológico
Lípidos1. Cera abeja
2. Cera Carnauba
3. Ac. Grasos Libres
•Pululanos
•Ac. Poliláctico
•PolihidroxialcanoatosHidrocoloides
Proteínas: Zeína; Soja, Suero de leche; gluten de trigo
Polisacáridos: Celulosa; Almidón, Pectina/gomas
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Envases Biodegradables
■ Películas Comestibles ■ Polilácticos (PLA)■ Polihidroxialcanoatos (PHA)■ Polímeros de Almidón
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Películas o Coberturas Comestibles
❃ Matriz Generadora
❃ Solvente
❃ Plastificante
❃ Aditivos
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Película Espesor(µm)
Condiciones(T y HR)
Permeabilidad(cm3.µm/m2.d.kPa)
WPI/Sorbitol(1.5:1) 118 23ºC; 30% HR 1.03
WPI/Sorbitol(1.5:1) 118 23ºC; 75% HR 144.9
Cera abeja 50 25ºC; 0% HR 931.7LDPE 25 23ºC; 50% HR 1840HDPE 25 23ºC; 50% HR 427
PET 25 23ºC; 0% HR 17.3
Propiedades de Barrera al Oxígeno
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Propiedades de Barrera al Vapor de Agua
Película Espesor(µm)
Condiciones(T y HR)
Permeabilidad(g.mm/m2.d.kPa)
WPI/Glicerol(1.6:1) 106 25ºC; 0-11% HR 6.64
WPI/Glicerol(1.5:1) 121 25ºC;0-65% HR 119.8
Cera abeja 50 25ºC; 0-100%HR 0.0502
LDPE 25 38ºC; 90-0% HR 0.079
HDPE 25 38ºC;90-0% HR 0.02
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Películas Comestibles
Estudio del Recubrimiento con una Película Comestible en el Proceso de Maduración Postcosecha en
0
1
2
3
4
0 1 2 3 4Tiempo (semanas)
Firm
eza
(kg
sin recubrir recubiertas
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Películas Comestibles
Estudio del Recubrimiento con una Película Comestible en el Proceso de Maduración Postcosecha en Tomate
0,0
0,4
0,8
1,2
1,6
2,0
0 1 2 3 4Tiempo (semanas)
Lico
peno
(UA/
g
sin recubrir recubiertos
![Page 43: Envases](https://reader037.vdocumento.com/reader037/viewer/2022103014/547d1f22b4af9fa34b8b477b/html5/thumbnails/43.jpg)
Estudio del Recubrimiento con una Película Comestible en el Proceso de Maduración Postcosecha en Tomate
02
46
810
0 5 10 15 20 25 30
Tiempo (Días)
% Pé
rdida
de P
eso
Sin Recubrir Recubiertos
![Page 44: Envases](https://reader037.vdocumento.com/reader037/viewer/2022103014/547d1f22b4af9fa34b8b477b/html5/thumbnails/44.jpg)
Propiedades Mecánicas, Físicas y de Barrera de Films
Polilácticos(PLA)
![Page 45: Envases](https://reader037.vdocumento.com/reader037/viewer/2022103014/547d1f22b4af9fa34b8b477b/html5/thumbnails/45.jpg)
PLA es fabricado por polimerización del ácido láctico, el cual es producido por la fermentación de carbohidratos.La fermentación de la dextrosa produce 2 enantiómeros ópticamente activos: D (-) and L (+) ácido láctico.
CH3
OHHO
H
O
( R ) D (-) Acido Lactico (Levorotatory)
HCH3
OHHO
O
( S ) L (+) Acido Láctico(Dextrorotatory)
![Page 46: Envases](https://reader037.vdocumento.com/reader037/viewer/2022103014/547d1f22b4af9fa34b8b477b/html5/thumbnails/46.jpg)
Propiedades Mecánicas
4030-D4040-D PEAD PET WPC/Gly
(1.6/1)Soja/Gly(1.7:1)
Glu./Ac.Lac.(1:1)
Fuerza Tensión(MPa)
7284 17.3-34.6 175 1.2ª
0.6b 4.3 0.01
Elongación aRuptura (%)
10.778.2 300 70-100 28.0a
43.5b 78 75
a. Films acondicionados a 59%HRb. Films acondicionados a 75%HR
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Propiedades Térmicas
4030-D 4040-D PS PET WPI/Gly40 % Glicerol
WPI/Gly25% Glicerol
Tg (ºC) 71.4 66.1 100 80 84.5 127.8Tm (ºC) 163.4 140.8 240 245 ND ND
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Polihidroxialcanoatos (PHA)
■ ¿Qué son?– Bioplásticos a partir de fermentación de azúcares y aceites, – Son materiales termoplásticos– Unidad Monomérica
H
O O H
OR
nx
Donde R puede ser H o una cadena de Hidrocarburos(hasta C13). Si R es un metil
y x= 1, el polímero es poli-3-hidroxibutírico acido (PHB); si x=0 y R es un metilo
entonces la unidad es poliláctico
![Page 49: Envases](https://reader037.vdocumento.com/reader037/viewer/2022103014/547d1f22b4af9fa34b8b477b/html5/thumbnails/49.jpg)
➸ PROPIEDADES de los PHA
✰ Pueden ser dispersiones acuosas (Tg<0)
✰ Forman films luego de secas
✰ PM aprox. 1000 a 1 millón
✰ -60ºC<Tg<20ºC
✰ 50ºC<Tm<200ºC
✰ Elongación a ruptura > 500%
✰ WTR: 20-150 g/m2.d a 23ºC y 90%HR (PET: 10-15; Nylon-6:15; PP: 3-5)
✰ Estables a la hidrólisis y a la luz UV
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Impacto ambiental comparado a polímeros convencionales
Energía Fósil GHG emisiones
PLA -30 a –40 % -25%
Films Almidón -30 a –40% -60%
Pellets almidón -25 a –70% -30 a –80%
PHA -30 a +700%?? No Disponible
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Gasto de Energía en la Producción
Energía Fósil(MJ/Kg)
GHG emisiones(kgCO2/Kg)
Poliolefinas 80-90 Aprox. 5
Pellets almidón 25-55 1.1-3.6
PLA 57 ND
PHA 66-570 ND
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Polímeros de Almidón
Tipo Plástico % Petroquímico Emisión de CO2(kgCO2/Ton)
Polímero Almidón 0 1140
PA/polivinilalcohol 15 1730
PA/policaprolactona 60 3600
PEBD 100 4840
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Envases “Amigables con el Ambiente”Reducir; Reutilizar; Reciclar
■ 1- PET■ 2- PEAD■ 3-Vinílicos■ 4-PEBD■ 5-PP■ 6-PS■ 7-otros
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Envases Inteligentes
■ 2 tipos de sistemas➺ Simple: incluye sensores incorporados al envase
➺ Interactivo: contiene un mecanismo de respuesta a la señal. Tiene sensores incorporados en el envase que comienza neutralizar los cambios negativos
■ 4 Tipos de aplicaciones:➺ Mejora la calidad y el valor del producto: indicadores de
calidad, temperatura y tiempo-temperatura.➺ Provee mayor comodidad: método de preparación/cocción,
distribución y calidad➺ Cambia las propiedades de permeabilidad a gases➺ Provee protección contra: hurto; falsificación y mezclado