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Estado del arte en innovación en envase de plástico alimentario
Zaragoza 2 de diciembre 2009Foro tecnológico y empresarial:
Nuevos desarrollos en envase plástico alimentario
Sergio Giménez (sgimenez@aimplas.es)Responsable de la Línea de Envases
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PRESENTACIÓN DE AIMPLASPERO, ¿INNOVAMOS?ESTADO DEL ARTE
Innovación en nuevos materialesInnovación en procesosInnovación en seguridad alimentariaInnovación en materiales biodegradablesInnovación en envase activo
INDICE
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PRESENTACIÓN DE AIMPLAS
PLANTA PILOTOTERMOESTABLES
FORMACIÓN
LABORATORIOS
INFORMACIÓNGESTION I+D+i
ADMINISTRACIÓN
PLANTA PILOTOTERMOPLÁSTICOS
420 empresas asociadas100 Profesionales
20 años innovando!!!!!
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PRESENTACIÓN DE AIMPLASPERO, ¿INNOVAMOS?ESTADO DEL ARTE
Innovación en nuevos materialesInnovación en procesosInnovación en seguridad alimentariaInnovación en materiales biodegradablesInnovación en envase activo
INDICE
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PERO, ¿INNOVAMOS?
Empresas transformadoras de materiales plásticos
7.31% de las empresas >50 trabajadores
http://www.observatorioplastico.com/mercado/generador.php?pag=inicio.php
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PERO, ¿INNOVAMOS?
Porcentaje medio de ventas de empresas transformadoras por sectores
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Solo 1 de cada 3 empresas considera que la I+D+i es un factor clave para el desarrollo de la empresa
PERO, ¿INNOVAMOS?
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El 80% invierte menos de 100.000 euros en I+D+i
El 25% invierte más de un 5% en I+D+i
PERO, ¿INNOVAMOS?
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PERO, ¿INNOVAMOS?
El 68.7% de las empresas innova!!!
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PERO, ¿INNOVAMOS?
Dificultades a la hora de innovar:
El tema económico, el mayor problemaLa burocracia, tampoco ayuda
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Y la crisis ¿ayuda?
Medidas para afrontar la crisis
PERO, ¿INNOVAMOS?
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PRESENTACIÓN DE AIMPLASPERO, ¿INNOVAMOS?ESTADO DEL ARTE
Innovación en nuevos materialesInnovación en procesosInnovación en seguridad alimentariaInnovación en materiales biodegradablesInnovación en envase activo
INDICE
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• ESTADO DEL ARTE.– Nuevas tendencias que:
• Innovadoras.• Recientes.• Aplicadas, productos comerciales.• Próximas y accesibles.• Facilidad de incorporación.• Puedan suponer una oportunidad de negocio.
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Desarrollo ymejora deprocesos
Desarrollo deenvasesactivos
Desarrollo deenvases
biodegradables
Seguridadalimentaria en envases
plásticos
Desarrollo denuevos
materiales
SOSTENIBILIDAD
AUMENTO VIDA UTIL Y SEGURIDAD
ERGONOMIA
COMPETITIVIDAD: PRECIO
ESTADO DEL ARTE: INNOVACIÓN EN ENVASES
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Desarrollo denuevos
materiales
• Desarrollo de nuevos grados de materiales• Sustitución de otros materiales (envases de vidrio y metal) por plástico.• Uso de materiales plásticos reciclados.•Mejora de propiedades en materiales tradicionales mediante la modificación física.•Empleo de nanocargas en envase plásticos para la mejora de propiedades mecánicas, térmicas y barrera.
Materiales y mejora de procesos para la obtención de envases plásticos.
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Desarrollo de nuevos grados de PE y PP y copolímerosmediante catalizadores metalocénicos
DESARROLLO DE NUEVOS MATERIALES
Nuevos PMDistribución de PM
PlastómerosCopolímeros
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Mejoras en PE y PP mediante Interpolímeros (PE-PP) y PP ramificado
DESARROLLO DE NUEVOS MATERIALES
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DESARROLLO DE NUEVOS MATERIALES
CoplímerosMateriales para el sellado: Copolíemros de etileno
(Ionónmeros, acrílicos, EVA, etc)
Copolímeros, peso molecular y aditivación en polimerización
Novapet: Nuevos grados de PET
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O2
O2
Film
Montmorilloniteclay platelets
Uso de nanoarcillas en polimerización PA
DESARROLLO DE NUEVOS MATERIALES
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DESARROLLO DE NUEVOS MATERIALES
Uso de nanoarcillas en compound/mezcla.
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Desarrollo ymejora deprocesos
• Desarrollo y optimización de estructuras multicapa para alargar la vida útil de los alimentos.
Desarrollo y mejora de procesos
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Presente Futuro
Co-extrusión y laminación
DESARROLLO Y MEJORA DE PROCESOS
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Co-extrusión y laminación
DESARROLLO Y MEJORA DE PROCESOS
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Co-inyección: bandejas
DESARROLLO Y MEJORA DE PROCESOS
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DESARROLLO Y MEJORA DE PROCESOS
Co-inyección: Obtención de botellas de PET para lacteos.
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Seguridadalimentaria en
envasesplásticos
• Desarrollo de métodos analíticos de migración de sustancias.• Estudios de control y minimización de migración de sustancias.• Plástico reciclado para uso alimentario.• Incorporación de etiquetas inteligentes indicadores del estado del producto.
Seguridad alimentaria en envases plásticos.
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Análisis de monómeros
Análisis de aditivos
Análisis de sustancias no
añadidasintencionadamente
Normativa bastantecompleta
Normativa incompleta aunque existen procedimientos
Ausencia de normativay procedimientos
SEGURIDAD ALIMENTARIA EN ENVASES PLASTICOS
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CH2
NCO
OCN OH2 CH2
OCN
NH
O
OHCH2
OCN
NH2
- CO2
ácido carbámicoMDI
NCO
OCNCH3
NCOOCNCH3
NCOOCN
TDIMDI
SEGURIDAD ALIMENTARIA EN ENVASES PLASTICOS
Control y optimización de las variables que afectan a la migración de aminas aromáticas primarias (AAPs) en films multilaminados para uso alimentario.
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Proyecto: FACET (http://www.ucd.ie/facet/)
Proyecto: MIGRESIVES (http://www.migresives.eu/index.php)
Flavourings, Additives andfood Contact materials
Exposure Task
SEGURIDAD ALIMENTARIA EN ENVASES PLASTICOS
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Envase inteligente
Indicadores Químicos Indicadores Físicos Indicadores Electrónicos
- Indicadores de fuga
- Indicadores de frescura- Indicadores Tiempo-Tª
- Indicadores de golpes
- Tintas Inteligentes
- Dispositivos RFID
- Tintas conductoras
SEGURIDAD ALIMENTARIA EN ENVASES PLASTICOS
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Indicadores tiempo-temperatura
Indicadores de madurez
Indicadores de oxígenoTintas inteligentes
SEGURIDAD ALIMENTARIA EN ENVASES PLASTICOS
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Desarrollo deEnvases
biodegradables
• Desarrollo de envases biodegradables alternativos a los materiales tradicionales.• Combinación de materiales para la mejora de propiedades: Estructuras multicapa y mezclas.• Recubrimientos naturales en materiales biodegradables.• Uso de aditivos para la mejora de propiedades.
Desarrollo de envases biodegradables.
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OR
IGE
N
RE
NO
VA
BL
E
BIODEGRADABLE
OR
IGE
N N
O
RE
NO
VA
BL
E
NO BIODEGRADABLE
Ejemplos:
Almidón, PHAs, PLA, etc.
Ejemplos:
Alcohol polivinílico, poliésteres sintéticos
(PBS, PBAT, PTT,etc)
Ejemplos:
PA 11 Rilsan® (Arkema), Polietileno ecológico a partir de caña de azúcar
(Braskem), etc.
Ejemplos:
Polímeros convencionales (PP, PE,
PET, etc)
DESARROLLO DE ENVASES BIODEGRADABLES
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OR
IGE
N
RE
NO
VA
BL
E
BIODEGRADABLE
OR
IGE
N N
O
RE
NO
VA
BL
E
NO BIODEGRADABLE
Ejemplos:
Almidón, PHAs, PLA, etc.
Ejemplos:
Alcohol polivinílico, poliésteres sintéticos
(PBS, PBAT, PTT,etc)
Ejemplos:
PA 11 Rilsan® (Arkema), Polietileno ecológico a partir de caña de azúcar
(Braskem), etc.
Ejemplos:
Polímeros convencionales (PP, PE,
PET, etc)
BIOPLÁSTICOS
DESARROLLO DE ENVASES BIODEGRADABLES
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NUEVOS MATERIALES
ADITIVOS
COMBINACIONES ENTRE MATERIALES
Ultimas tendencias: MEJORA DE PROPIEDADES
DESARROLLO DE ENVASES BIODEGRADABLES
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- Excelentes propiedades barrera a O2 en condiciones de baja HR. (O2TR al 0 % HR: 200 veces mejor que el EVOH)
- Presentado en Abril 2009.
• Nichigo G- Polymer®, de Soarus LLC (EEUU) (filial de Nippon Gohsei, Japón)(www.soarus.com)
DESARROLLO DE ENVASES BIODEGRADABLES: NUEVOS MATERIALES
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• NatureFlex™ NK de Innovia Films (www.innoviafilms.com)
- Basado en celulosa.
- Lanzado en Diciembre de 2008.
- Propiedades de alta barrera a H2O(v) y O2
DESARROLLO DE ENVASES BIODEGRADABLES: NUEVOS MATERIALES
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- Planta para producción de 5000 t/año de PLA espumado (EPLA): Holanda, finales de 2009
- APLICACIONES: Sustitución del poliestireno expandido (EPS)
BIOFOAM®: Joint Venture Purac – SulzerChemtec (www.biofoam.nl)
DESARROLLO DE ENVASES BIODEGRADABLES: NUEVOS MATERIALES
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• Biomax® Strong- Aditivo para PLA
- Modifica la resistencia a impacto, flexibilidad y viscosidad
- Mejora el comportamiento del PLA, sobre todo para aplicaciones rígidas, como termoconformado.
- Existen grados aptos para uso alimentario
DUPONT (http://www2.dupont.com/Biomax/en_US)
DESARROLLO DE ENVASES BIODEGRADABLES: ADITIVOS
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• Biomax® Thermal 300 (Sept. 2008)
DUPONT (http://www2.dupont.com/Biomax/en_US)
- Modificador estabilizante al calor.
- Se añade en porcentaje entre 2 y 4 %.
- Eleva la estabilidad dimensional de los materiales PLA para envases a temperaturas de hasta 95º C.
- Permite que los envases PLA termoconformado soporten temperaturas elevadas durante su transporte, almacenamiento y utilización.
Con 2 % BiomaxThermal
Sin aditivo
DESARROLLO DE ENVASES BIODEGRADABLES: ADITIVOS
Bandeja expuesta a 70ºC durante 1 hora
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Algunos otros proveedores de aditivos comercialespara materiales biodegradables:
POLYONE (www.polyone.com)
SUKANO (www.sukano.com)
DANISCO (www.danisco.com)
ROHM AND HAAS COMPANY (www.rohmhaas.com)
POLYVEL (www.polyvel.com)
DESARROLLO DE ENVASES BIODEGRADABLES: ADITIVOS
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• NatureFlex™, de Innovia Films (www.innoviafilms.com)Envase de cereales Jordans
- Laminado impreso biodegradable, que sustituye al laminado convencional OPP/PE.
- Desarrollo conjunto de varios fabricantes, llevado a cabo por Alcan Packaging (Dublin).
- Capa externa impresa: NatureFlex™ NE30.
- Capa interna: Mater-Bi.
FILMS MULTICAPA
DESARROLLO DE ENVASES BIODEGRADABLES: COMBINACIÓN DE MATERIALES
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• Dri-Fresh® Resolve de BioPak (www.biopak.com.au)
Absorbente para bandejas de carne
- Capa de almidón de maíz laminada térmicamente a una capa absorbente de celulosa.
- Totalmente compostable.
DESARROLLO DE ENVASES BIODEGRADABLES: COMBINACIÓN DE MATERIALES
FILMS MULTICAPA
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• Ceramis® - PLA-SiOx , de AlcanPackaging (www.ceramis.com)
- Desarrollo conjunto con Maag(www.maag.de) de un laminado con alta barrera a O2, H2O (v) y aromas.
- Triple capa:
1) Ceramis® - PLA-SiOx
2) NatureFlex® (Celulosa)
3) MaterBi ® (Almidón)
DESARROLLO DE ENVASES BIODEGRADABLES: COMBINACIÓN DE MATERIALES
FILMS MULTICAPA
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• Polybio®, de Polyfilms (www.polyfilms.eu )- Filmes y laminados de PLA biorientado
- Triple capa: PLA modificado / PLA / PLA modificado
- Existen grados de alta barrera tanto transparentes como opacos (p.e. Polybio® OXA: Barrera a O2, Polybio® IOX: Barrera a O2 y a H2O (v))
DESARROLLO DE ENVASES BIODEGRADABLES: COMBINACIÓN DE MATERIALES
FILMS MULTICAPA
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• Nature Plus THD2 de Amcor Flexibles (www.amcor.com)- Desarrollado por Amcor y Flextrus para Sainsbury
(Envase para ensalada SO Organic)
- Film de celulosa (NatureFlex de Innovia Films) + Capa compostable de desarrollo propio
- Mejora la sensibilidad a la humedad de la capa de celulosa
- Permite un comportamiento en sellado similar al de laminados PET/PE
- No se requiere capa de adhesivo
FILMS MULTICAPA
DESARROLLO DE ENVASES BIODEGRADABLES: COMBINACIÓN DE MATERIALES
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• PLA Cheese Pack de Coopbox (www.coopbox.it)
- Desarrollado para Mauri (fabricante italiano de queso)
- Consigue mantener la concentración de oxígeno requerida por el Gorgonzola para preservar su calidad.
- Bandeja termoconformada PLA + Film pelable PLA
COMBINACIONES DE MATERIALES
DESARROLLO DE ENVASES BIODEGRADABLES: COMBINACIÓN DE MATERIALES
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• Toyo Seikan Kaisha, Ltd. (www.toyo-seikan.co.jp)
EcoSield: Botella totalmente biodegradable:
- Botella: PLA
- Etiqueta: PLA retractilable
- Tapón: PLA/PBSU con liner y capa interna de PLA/PBTA
EcoSield WO: Botella totalmente biodegradable con alta barrera a O2 y H2O(v)
- En desarrollo
COMBINACIONES DE MATERIALES
DESARROLLO DE ENVASES BIODEGRADABLES: COMBINACIÓN DE MATERIALES
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Desarrollo desistemas paraenvase activo
- Desarrollo de envases con absorbedores: scavengers de oxígeno, etileno, aromas, etc- Desarrollo de envases con emisores: antimicrobianos, antioxidantes, etc,
- Otros sistemas de envase activo: susceptores metálicos, filtros UV, etc.
Desarrollo de sistemas para envase activo
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Envases activos
Actúan sobre la Temperatura Modifican la composición del espacio de cabeza Modifican la composición
del alimento
- Absorbentes de Microondas (Susceptors)
- Sistemas Auto-Calentamiento
- Sistemas Auto-Enfriamiento
-Absorbentes (Scavengers)
- O2, H2O, Etileno, CO2
-Emisores
- CO2, Etanol
-Reguladores
- H2O, Permeabilidad, Gases
- Antimicrobianos
- Antioxidantes
- Enzimaticos
- Absorbentes de olores y sabores
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• Aplicación del componente activo:
– En el interior del envase: bolsas, sobres o etiquetas.
– Incluido en el material de envase: en el film o como recubrimientos. (recubrimientos naturales)
ENVASES ACTIVOS
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• Aplicaciones en el interior del envase:
ENVASES ACTIVOS
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Recubrimiento: Baño o dispersión.
Incorporación en envase: Compound.
ALIMENTO
ALIMENTO
ENVASES ACTIVOS
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• Incluidos en el material de envase.
ENVASES ACTIVOS
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Recubrimientos, antioxidantes y antimicrobianos.
ENVASES ACTIVOS
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ACTIVEPACK: Desarrollo de envases activos con propiedades antioxidantes que evitenla degradación de los compuestos grasos de los alimentos procesados.
EVOH
PP
EVOH
PP
Original concept Tray final design 0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
2,2
2,4
Inicial Día 5 Día 10 Día 15 Día 20 Día 25 Día 30 Día 35 Día 40 Día 45 Día 50
Timescale (days)%
Oxy
gen
Packaging 3%O2 Scavenger
Packaging 5%O2 Scavenger
Packaging10% O2Scavenger
Compound/Mezcla
ENVASES ACTIVOS
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Permeabilidad dependiente de la temperatura en envases flexibles.
ENVASES ACTIVOS
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Muchas Gracias
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