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Reducción del desperdicio de alimentos perecederos a través de la innovación en tecnologías de envasado.TRANSCRIPT
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Reducción del desperdicio de alimentos perecederos a través de la innovación en
tecnologías de envasado.
Jornada: “La innovación al servicio de la lucha contra el desperdicio de alimentos: nuevos sistemas de packaging y de
conservación de productos perecederos”
Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente Madrid, 24 Noviembre de 2014
Carlos EnguixResp. Dto. Tecnologías del Envase de ainia
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SOLUCIONES QUE OFRECE AINIA EN REDUCCIÓN DE DESPERDICIO DE ALIMENTOS
• Vida Útil • Desarrollo de Envases• Producción• Control de Calidad• Logística y Transporte• Cadena de valor eficiente: Sistemas digitales, técnicas “lean”• Innovación social: Basados en TIC y estudios con consumidores• Valorización de desperdicios
•Reutilización•Reciclaje•Valorización•Conceptos integrados: Modelo de biorefinería
• Auditorias sobre pérdidas y desperdicio• Huella ambiental• Aspectos Legislativos y Normativos• Formación
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Fuente: FAO Global Food Loses and Food Waste. FAO. Interpack 2011. Dusseldorff – Germany
IMPORTANCIA DEL ENVASADO EN LA REDUCCIÓN DEL
DESPERDICIO DE ALIMENTOS (I).
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FAO ha identificado el envasado como uno de los elementos clave para reducir el desperdicio de alimentos.
Fuente: FAO. Packaging solutions for reducing food waste along the value chain.Appropriate food packaging solutions for developing countries.
Interpack 2011. Dusseldorff – Germany
IMPORTANCIA DEL ENVASADO EN LA REDUCCIÓN DEL DESPERDICIO DE ALIMENTOS (II)
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CONCEPTOS DE VIDA UTIL
• Fecha hasta la que el alimento mantiene sus condiciones óptimas (“Consumir preferentemente antes de ..”).
• Si se comprometen las características microbiológicas, incluso representando un peligro para la salud humana: “Fecha de caducidad”, indicando la fecha hasta la que es un alimento seguro.
AGENTES DE DETERIORO:
- Aceleración de reacciones químicas- Degradación sensorial y nutricional
- Oxidación de grasas y aceites. - Cambios en pigmentos- Destrucción de vitaminas
Luz
- Crecimiento microbiano - Oxidación de grasas y aceites- Destrucción de ciertas vitaminas- Cambios en pigmentos
- Crecimiento microbiano- Efectos sobre textura:
Productos húmedos:- Deshidratación superficial
Oxígeno
Humedad
Tiempo/Temperatura
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TRANSFERENCIA DE COMPONENTES ENVASE/ALIMENTO/ENTORNO
compuestos volátiles (aromas)
Aditivos
Entorno
Radiaciones:- luz natural- luz artificial
Gases permeantes:- CO2- O2- N2.
Vapores (agua, aromas)
Microorganismos
Macroorganismos
Alimento
EnvaseCompuestos residuales de la polymerización
Tintas impresión
carbohidratos
agua
lípidos
proteinas
pigmentosvitaminas
enzimas
Migración
Permeabilidad
Sorción
Perm
eabili
dad
Permeabilidad
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•Materiales barrera, atmósferas de envasado y sistemas de envasado.
•Sistemas para asegurar la integridad del sellado de envases.
•Envases activos (biocidas, antioxidantes, absorbedores de oxigeno, de humedad , de etileno…) para aumentar vida útil.
•Envases inteligentes que indiquen la frescura, estado de conservación…
SOLUCIONES EN REDUCCION DE DESPERDICIO DE ALIMENTOS A TRAVÉS DE INNOVACIÓN EN TECNOLOGÍAS DE ENVASADO
•Desarrollo de envases re-cerrables que permiten mantener en mejores condiciones los productos que no se consumen de una sola vez.
•Desarrollo de envases más adecuados a requerimientos de productos y hábitos de los consumidores: porciones más pequeñas, fácil de usar, extracción 100 %...
•Soluciones sostenibles
•Cumplimiento de la legislación
•Diseño de envases más resistentes que eviten la aparición de defectos por daños mecánicos durante la distribución.
•Mejora de la logística y transporte, evitar defectos. Mejorar refrigeración.
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AUMENTO DE LA VIDA ÚTIL MEDIANTE MATERIALES BARRERA
Los materiales de envase permiten aumentar la vida útil de los alimentos y reducir el desperdicio de alimentos
Los materiales complejos son difíciles de reciclar para volver a utilizar sus componentes de valor
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AUMENTO DE LA VIDA ÚTIL MEDIANTE MATERIALES BARRERA
Polímeros de termosellado Capa interna
Materiales barrera
Capa media
Materiales estructurales Capa externa
Interior alimento
LDPE HDPE LLDPE PP EVA Ionómero
Adhesivo
EVOH PVdC PA PET SiOx AlOx
Adhesiv
o
PVC PS PET PP PE
Exterior aire atm.
EXPEO 1
Uso de micro y nano-partículas para mejorar:
•Propiedades Barrera
•Propiedades Mecánicas
•Propiedades Térmicas
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Factores que afectan las propiedades barrera de un material multicapa. Tratamientos térmicos
X 10-20 OTR a 30 minutos
SELECCIÓN DE MATERIALES VS PROCESO PRODUCTO
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ENVASADO MAP
RESULTADOS en función de:
- Propiedades barrera de los materiales (Gases, humedad, aromas)- Adecuado sellado y materiales que evitan perforaciones (Integridad)- Adecuación de los materiales a los procesos y a las condiciones de distribución (tratamientos térmicos, luz, temperatura, humedad)
- Extracción del aire que se reemplaza por una mezcla de gases y sellado.- La concentración de gases que se selecciona evoluciona con el tiempo de almacenamiento.
ENVASADO A VACÍO
- Extracción del aire y sellado
- Permeación de oxígeno durante el tiempo de almacenamiento
OBJETIVOS
- Prevenir el crecimiento de microorganismos.- Reducción cinética de las reacciones (oxidación).
AUMENTO DE VIDA ÚTIL A TRAVÉS DEL USO DE VACÍO Y MAP
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SIMULACION DEL COMPORTAMIENTO DE LA ATMOSFERA EN EL INTERIOR DE UN ENVASE
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Tiempo (días)
Pres
ione
s de
gas
es (%
)
PO2PCO2PN2 Pres. Total
Datos utilizados•Superficie
•Espesores de cada capa
•Permeabilidades de cada material
•Uso de absorbedores
•Composición MAP
•Relación espacio de cabeza vs. cantidad de producto
•Temperatura Almacenamiento
•Humedad Relativa
•Comportamiento del producto
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Tiempo (días)
Oxí
geno
Pre
s. P
arci
al (%
) O2 Total
O2 Zona1
O2 Zona2
O2 Zona3
O2 Zona4
O2 Zona5
O2 Zona6
O2 Zona7
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Factores que pueden afectar las propiedades barrera de un material de envase. Termoformado
SELECCIÓN DE MATERIALES VS PROCESO PRODUCTO
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REDUCCIÓN DE DEFECTOS POR PÉRDIDA DE INTEGRIDAD DEL ENVASE (I)
Defecto de sellado Rotura por punción Defectos de formado
•Materiales que sellan mejor incluso en zonas contaminadas
•Sistemas de inspección de la soldadura
•Materiales con mayor resistencia a la perforación
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Terpalex®/EVOH/Terpalex® PE 90 µm PA/EVOH/PA/PE 90 µmμ
Terpalex® vs poliamidas usuales
Mejor termoformado
Mayor resistencia a la perforación
Mayor transparencia
REDUCCIÓN DE DEFECTOS POR PÉRDIDA INTEGRIDAD DEL ENVASE (II)
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Envase recerrable. Fuente Bemis
SISTEMAS DE ENVASE RECERRABLES
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Fuente: www.liquiglide.com
SISTEMAS DE ENVASE VS REQUERIMIENTOS DE PRODUCTO Y CONSUMIDOR
Estamos desarrollando soluciones que permiten aprovechar más de un 10 % adicional de producto.Un ejemplo de una solución que va a salir al mercado.
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• Materiales y objetos activos en contacto con alimentos:• FUNCION:
•ampliar el tiempo de conservación.•mantener o mejorar el estado de los alimentos envasados.
• ¿CÓMO? •transmiten sustancias a los alimentos envasados o a su entorno.•absorben sustancias de los alimentos envasados o del entorno.
Fuente: BASF - The Chemical Company, 2007 Fuente: www.onvu.net
• «materiales y objetos inteligentes en contacto con alimentos»:• Controlan el estado de los alimentos envasados o el entorno de éstos
MATERIALES ACTIVOS E INTELIGENTES. CONCEPTOS. REGLAMENTO CE 450/2009
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Carne de ternera(filetes de 8 mm)
EO orégano
Aspectos más relevantes:• Efecto combinado de MAP + EO orégano.• El incremento de CO2 extiende la vida útil del alimento.• EO orégano interfiere con el desarrollo y el metabolismo de los microorganismos.• No se ven afectadas las características organolépticas.• Tiempo necesario para alcanzar 107 ufc/g:
- CO2/N2/O2 : 9 días vs 6 días sin EO orégano- CO2 : 18 días vs 15 días sin EO orégano
Envasado en MAP/5°CAireVacíoCO2/N2/O2 (40:30:30)CO2/N2 (80:20)CO2 (100)
Fuente: Skandamis y Nychas., 2002
ENVASES ACTIVOS QUE LIBERAN ANTIOXIDANTES, BIOCIDAS…(I)
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Uva de mesa
Carvacrol(componente de EO orégano y tomillo (50‐86%)0.0‐1.0 mL/L envase
Inoculación con Botrytis cinerea (Challenge test)
4 días/25°C
Inhibición de B. cinereasólo con la máxima concentración (1.0 mL/L)
Cultivo de Botrytiscinerea
Carvacrol(componente de EO orégano y tomillo (50‐86%)0.0‐1.0 mL/L envase
4‐7 días/25°C
Inhibición de B. cinereadesde la mínima concentración (0.05 mL/L)
Ensayos “in vitro”
Ensayos “in vivo”
Martínez-Romero et al., 2007
ENVASES ACTIVOS QUE LIBERAN ANTIOXIDANTES, BIOCIDAS…(II)
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ENVASES ACTIVOS CON ABSORBEDORES DE ETILENO, OXÍGENO, …
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Compound
procedimientos de obtención:
Recubrimiento formulado
Polímero base
Matriz de recubrimiento
Proceso de recubrimiento
Material con recubrimiento activo
Extrusión
+
Film activo
Sustancia activa
Disolución
Sustancia activa
+
Recubrimiento por extrusión
Extrusión
Laminación
Desarrollo de envases activos con antioxidantes naturales (3/5)
Sustancia activa
Adición
Soporte inerte
Incorporación dentro del
envase
GENERACION DE ENVASES ACTIVOS EN EL PROPIO MATERIAL DE ENVASE
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Fuente: Smart and Active Packaging to Reduce Food Waste, Paul
LeGood, Corus, Andrew Clarke, NAMTEC, 7th November 2006
ENVASES INTELIGENTES
Fuente: www.onvu.net
Fuente: http://sillero.wordpress.com
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Preparación del modelo
Condiciones de contorno
Caracterización material
Simulación
DISEÑO DE ENVASES UTILIZANDO HERRAMIENTAS CAD/CAE (II)
Simulación de esfuerzos
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Preparación del modelo
Condiciones de contorno
Caracterización material
Simulación
Simulación de proceso de formado
DISEÑO DE ENVASES UTILIZANDO HERRAMIENTAS CAD/CAE (III)
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Algunas definiciones importantes
Mercancías con agrupamientos más resistentes que eviten defectos durante la distribución.
Rediseñar el envase para maximizar el número de envases por palet.Optimizar la carga del contenedor o camión.Racionalizar y reducir tamaños de cajas.Reducir los costes de almacenamiento, transporte y materiales.Mejorar tiempos de enfriamiento (permite incrementar vida útil)
OPTIMIZACION DE EMBALAJES, TIEMPOS DE ENFRIAMIENTO DE MERCANCIAS Y LOGISTICA
Fuente http://postharvest.ucdavis.edu
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Algunas definiciones importantes
costes impactoambiental
beneficiosociedad
envases sostenibles y ecoeficientes
ENVASES SOSTENIBLES Y ECOEFICIENTES Ejemplo envase PS
Termoformado
Transporte envase
Material de envase
Fuente de emisión
26%
7%
67%
% de emisiones
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Envases y producto:
Integración
•Consumidor
•Distribución
•Legislación
•Economía
•Bienestar
•Coste/Beneficio
•Seguridad
•Medio Ambiente
•Estudios de sostenibilidad
ecoeficiencia e impacto ambiental
•Análisis de costes y viabilidad
Legislación, Alertas y etiquetado
Sistemas de
comunicación e información
•Reguladores •Resultado
•Diseños mediante CAD/CAE
•Optimización dimensional, logística
•Nuevos materiales:
Recubrimientos, Bio-polímeros y
derivados de fuentes renovables,
Nanotecnología, Mejores
propiedades (barrera, ópticas…)
•Envases activos e inteligentes
•Desarrollo de producto
•Tratamientos de conservación
•Mejoras de procesos
•Microencapsulación
•Impregnación/Extracción
•Sistemas de envasado
Certificación (BRC…)
•Vida útil
Microbiología
Química, Físico-química
Sensorial Sistemas de inspección y control
Automatización y robotización
Difusión de novedades tecnológicas
www.guiaenvase.com
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Algunas definiciones importantes
CONCLUSIONES
• Con tecnologías de envase es posible alargar la vida útil y la seguridad de los productos envasados, y por tanto reducir el desperdicio de alimentos.
• Es posible también desarrollar envases más adecuados a los requerimientos de productos y consumidoresrequerimientos de productos y consumidores: facilidad de consumo y/o preparación, extracción, re-cerrabilidad.
• Además de la vida útil con tecnologías de envase se pueden reducir las mermas por defectos producidos por el almacenamiento, transporte y distribución de los productos.
• Es importante conocer bien cada producto para desarrollar una solución de envase a medida.
• Además hay que desarrollar nuevas formas de envasado más sostenibles combinando aspectos ambientales, beneficios para la sociedad y aspectos económicos.
• Dado que la fase de consumo es en la que se produce mayor desperdicio de alimentos es importante también educar a los consumidores.
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Muchas gracias por su atención
Carlos Enguix Nicolás625157774
es.linkedin.com/in/carlosenguix/