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Reducción del desperdicio de alimentos perecederos a través de la innovación en tecnologías de envasado

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Reducción del desperdicio de alimentos perecederos a través de la innovación en tecnologías de envasado.
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  • 1. Reducción del desperdicio de alimentosperecederos a través de la innovación entecnologías de envasado.Carlos EnguixResp. Dto. Tecnologías del Envase de ainiaJornada: “La innovación al servicio de la lucha contra eldesperdicio de alimentos: nuevos sistemas de packaging y deconservación de productos perecederos”Ministerio de Agricultura,Alimentación y Medio AmbienteMadrid, 24 Noviembre de 2014www.ainia.es #ainiainnovacion 1
  • 2. www.ainia.es #ainiainnovacion 2
  • 3. www.ainia.es #ainiainnovacion 3
  • 4. SOLUCIONES QUE OFRECE AINIA EN REDUCCIÓN DEDESPERDICIO 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• Formaciónwww.ainia.es #ainiainnovacion 4
  • 5. IMPORTANCIA DEL ENVASADO EN LA REDUCCIÓN DELDESPERDICIO DE ALIMENTOS (I).Fuente: FAO Global Food Loses and Food Waste. FAO. Interpack 2011. Dusseldorff – Germanywww.ainia.es #ainiainnovacion 5
  • 6. IMPORTANCIA DEL ENVASADO EN LA REDUCCIÓN DELDESPERDICIO DE ALIMENTOS (II)FAO ha identificado el envasado como uno de los elementos clavepara 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 – Germanywww.ainia.es #ainiainnovacion 6
  • 7. CONCEPTOS DE VIDA UTIL• Fecha hasta la que el alimento mantiene sus condiciones óptimas (“Consumirwww.ainia.es #ainiainnovacion 7preferentemente antes de ..”).• Si se comprometen las características microbiológicas, incluso representando un peligropara la salud humana: “Fecha de caducidad”, indicando la fecha hasta la que es unalimento seguro.¾ AGENTES DE DETERIORO:- Oxidación de grasas yaceites.- Cambios en pigmentos- Destrucción de vitaminas- Aceleración de reaccionesquímicas- Degradación sensorial ynutricionalLuz- Crecimiento microbiano- Oxidación de grasas y aceites- Destrucción de ciertas vitaminas- Cambios en pigmentos- Crecimiento microbiano- Efectos sobre textura:Ö Productos húmedos:- Deshidratación superficialOxígenoHumedadTiempo/Temperatura
  • 8. TRANSFERENCIA DE COMPONENTES ENVASE/ALIMENTO/ENTORNOAditivosEnvaseMigraciónproteinascompuestos volátiles (aromas)www.ainia.es #ainiainnovacion 8EntornoRadiaciones:- luz natural- luz artificialGases permeantes:- CO2- O2- N2.Vapores (agua, aromas)MicroorganismosMacroorganismosAlimentoCompuestosresiduales de lapolymerizaciónTintasimpresióncarbohidratosagualípidospigmentosvitaminasenzimasPermeabilidadSorciónPermeabilidadPermeabilidad
  • 9. SOLUCIONES EN REDUCCION DE DESPERDICIO DE ALIMENTOSA TRAVÉS DE INNOVACIÓN EN TECNOLOGÍAS DE ENVASADO•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…•Desarrollo de envases re-cerrables que permiten mantener en mejorescondiciones los productos que no se consumen de una sola vez.•Desarrollo de envases más adecuados a requerimientos de productos y hábitosde los consumidores: porciones más pequeñas, fácil de usar, extracción 100 %...•Diseño de envases más resistentes que eviten la aparición de defectos pordaños mecánicos durante la distribución.•Mejora de la logística y transporte, evitar defectos. Mejorar refrigeración.•Soluciones sostenibles•Cumplimiento de la legislaciónwww.ainia.es #ainiainnovacion 9
  • 10. AUMENTO DE LA VIDA ÚTIL MEDIANTE MATERIALES BARRERALos materiales deenvase permitenaumentar la vida útil delos alimentos y reducirel desperdicio dealimentosLos materiales complejosson difíciles de reciclarpara volver a utilizar suscomponentes de valorwww.ainia.es #ainiainnovacion 10
  • 11. AUMENTO DE LA VIDA ÚTIL MEDIANTE MATERIALES BARRERAwww.ainia.es #ainiainnovacion 11Polímeros determoselladoCapa internaMaterialesbarreraCapa mediaMaterialesestructuralesCapa externaInterioralimentoLDPEHDPELLDPEPPEVAIonómeroAdhesivoEVOHPVdCPAPETSiOxAlOxAdhesivoPVCPSPETPPPEExterioraire atm.EXPEO 1Uso de micro y nano-partículaspara mejorar:•Propiedades Barrera•Propiedades Mecánicas•Propiedades Térmicas
  • 12. SELECCIÓN DE MATERIALES VS PROCESO PRODUCTOFactores que afectan las propiedades barrera de un material multicapa.Tratamientos térmicosX 10-20 OTR a 30 minutoswww.ainia.es #ainiainnovacion 12
  • 13. AUMENTO DE VIDA ÚTIL A TRAVÉS DEL USO DE VACÍO Y MAP- Extracción del aire que sereemplaza por una mezcla degases y sellado.- La concentración de gases que seselecciona evoluciona con eltiempo de almacenamiento.¾ ENVASADO A VACÍO- Extracción del aire y sellado- Permeación de oxígeno duranteel tiempo de almacenamientoOBJETIVOS- Prevenir el crecimiento de microorganismos.- Reducción cinética de las reacciones (oxidación).www.ainia.es #ainiainnovacion 13¾ ENVASADO MAPRESULTADOS 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 dedistribución (tratamientos térmicos, luz, temperatura, humedad)
  • 14. SIMULACION DEL COMPORTAMIENTO DE LA ATMOSFERA ENEL INTERIOR DE UN ENVASEwww.ainia.es #ainiainnovacion 14120 01008060402004080120160200240280320360400440480Tiempo (días)Presiones de gases (%)PO2PCO2PN2Pres. TotalDatos utilizados•Superficie•Espesores de cadacapa•Permeabilidades decada material•Uso de absorbedores•Composición MAP•Relación espacio decabeza vs. cantidad deproducto•TemperaturaAlmacenamiento•Humedad Relativa•Comportamiento delproducto2015105004080120160200240280320360400440480Tiempo (días)Oxígeno Pres. Parcial (%)O2 TotalO2 Zona1O2 Zona2O2 Zona3O2 Zona4O2 Zona5O2 Zona6O2 Zona7
  • 15. SELECCIÓN DE MATERIALES VS PROCESO PRODUCTOFactores que pueden afectar las propiedades barrera de un material deenvase. Termoformadowww.ainia.es #ainiainnovacion 15
  • 16. REDUCCIÓN DE DEFECTOS POR PÉRDIDA DE INTEGRIDAD DELENVASE (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 perforaciónwww.ainia.es #ainiainnovacion 16
  • 17. REDUCCIÓN DE DEFECTOS POR PÉRDIDA INTEGRIDAD DELENVASE (II)Terpalex®/EVOH/Terpalex® PE 90 μm PA/EVOH/PA/PE 90 μmμMayor transparenciawww.ainia.es #ainiainnovacion 17Terpalex® vs poliamidas usualesMejor termoformadoMayor resistencia a la perforación
  • 18. SISTEMAS DE ENVASE RECERRABLESEnvase recerrable. Fuente Bemiswww.ainia.es #ainiainnovacion 18
  • 19. SISTEMAS DE ENVASE VS REQUERIMIENTOS DE PRODUCTO YCONSUMIDOREstamos desarrollando soluciones que permiten aprovechar más de un 10 %adicional de producto.Un ejemplo de una solución que va a salir al mercado.www.ainia.es #ainiainnovacion 19mintel.comFuente: www.liquiglide.com
  • 20. MATERIALES ACTIVOS E INTELIGENTES. CONCEPTOS.REGLAMENTO CE 450/2009• Materiales y objetos activos en contacto con alimentos:• «materiales y objetos inteligentes en contacto con alimentos»:• Controlan el estado de los alimentos envasados o el entorno de éstoswww.ainia.es #ainiainnovacion 20• 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
  • 21. ENVASES ACTIVOS QUE LIBERAN ANTIOXIDANTES, BIOCIDAS…(I)Envasado en MAP/5°CAireVacíoCO2/N2/O2 (40:30:30)CO2/N2 (80:20)CO2 (100)www.ainia.es #ainiainnovacion 21Carne de ternera(filetes de 8 mm)EO oréganoAspectos 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 oréganoFuente: Skandamis y Nychas., 2002
  • 22. ENVASES ACTIVOS QUE LIBERAN ANTIOXIDANTES, BIOCIDAS…(II)www.ainia.es #ainiainnovacion 22Uva de mesaEnsayos “in vivo”Carvacrol(componente de EO orégano y tomillo (50‐86%)0.0‐1.0 mL/L envaseInoculación con Botrytis cinerea (Challenge test)4 días/25°CInhibición de B. cinereasólo con la máximaconcentración (1.0 mL/L)Cultivo deBotrytiscinereaCarvacrol(componente de EO orégano y tomillo (50‐86%)0.0‐1.0 mL/L envase4‐7 días/25°CInhibición de B. cinereadesde la mínimaconcentración (0.05 mL/L)Ensayos “in vitro”Martínez-Romero et al., 2007
  • 23. ENVASES ACTIVOS CON ABSORBEDORES DE ETILENO, OXÍGENO, …www.ainia.es #ainiainnovacion 23
  • 24. Desarrollo GENERACION de DE envases ENVASES activos con ACTIVOS EN EL antioxidantes PROPIO naturales (3/5)MATERIAL DEENVASECompoundprocedimientos de obtención:www.ainia.es #ainiainnovacion 24RecubrimientoformuladoPolímerobaseMatriz derecubrimientoProceso derecubrimientoMaterial con recubrimiento activoExtrusión+Film activoSustanciaactivaDisoluciónSustanciaactiva +Recubrimientopor extrusiónExtrusiónLaminaciónSustanciaactivaAdiciónSoporteinerteIncorporacióndentro delenvase
  • 25. Fuente: Smart and Active Packaging to Reduce Food Waste, PaulLeGood, Corus, Andrew Clarke, NAMTEC, 7th November 2006www.ainia.es #ainiainnovacion 25ENVASES INTELIGENTESFuente: www.onvu.netFuente: http://sillero.wordpress.com
  • 26. DISEÑO DE ENVASES UTILIZANDO HERRAMIENTAS CAD/CAE (II)Preparación del modeloSimulación deesfuerzosCaracterización materialCondiciones de contornowww.ainia.es #ainiainnovacion 26Simulación
  • 27. DISEÑO DE ENVASES UTILIZANDO HERRAMIENTAS CAD/CAE (III)Preparación del modeloCaracterización materialCondiciones de contornowww.ainia.es #ainiainnovacion 27Simulación deproceso de formadoSimulación
  • 28. OPTIMIZACION DE EMBALAJES, TIEMPOS DE ENFRIAMIENTO DEMERCANCIAS Y Algunas LOGISTICAdefiniciones importantesFuente http://postharvest.ucdavis.edu¾Mercancías con agrupamientos más resistentes que eviten defectos durantela distribución.¾Rediseñar el envase para maximizar el número de envases por palet.¾Optimizar la carga del contenedor o camión.¾Racionalizar y reducir tamaños de cajas.¾Reducir los costes de almacenamiento, transporte y materiales.¾Mejorar tiempos de enfriamiento (permite incrementar vida útil)www.ainia.es #ainiainnovacion 28
  • 29. ENVASES SOSTENIBLES Y ECOEFICIENTES Ejemplo envase PSAlgunas definiciones importantesFuente deemisiónMaterial deenvaseTransporteenvase% de emisiones67%7%www.ainia.es #ainiainnovacion 29costes impactoambientalbeneficiosociedadenvases sostenibles y ecoeficientesTermoformado26%
  • 30. •Mejoras de procesos•Vida útilMicrobiologíaQuímica, Físico-químicaSensorial Sistemas de inspección y controlAutomatización y robotizaciónwww.ainia.es #ainiainnovacion 30•Nuevos materiales:Recubrimientos, Bio-polímeros yderivados de fuentes renovables,Nanotecnología, Mejorespropiedades (barrera, ópticas…)Envases y producto:Integración•Consumidor•Distribución•Legislación•Economía•Bienestar•Coste/Beneficio•Seguridad•Medio Ambiente•Estudios de sostenibilidadecoeficiencia e impacto ambiental•Análisis de costes y viabilidadLegislación, Alertas y etiquetadoSistemas decomunicación e información•Reguladores •Resultado•Diseños mediante CAD/CAE•Optimización dimensional, logística•Envases activos e inteligentes•Desarrollo de producto•Tratamientos de conservación•Microencapsulación•Impregnación/Extracción•Sistemas de envasadoCertificación (BRC…)Difusión de novedades tecnológicaswww.guiaenvase.com
  • 31. CONCLUSIONES• Con tecnologías de envase es posible alargar la vida útil y laAlgunas definiciones importantesseguridad de los productos envasados, y por tanto reducir eldesperdicio de alimentos.• Es posible también desarrollar envases más adecuados a losrequerimientos de productos y consumidores: facilidad deconsumo y/o preparación, extracción, re-cerrabilidad.• Además de la vida útil con tecnologías de envase se pueden reducirlas mermas por defectos producidos por el almacenamiento,transporte y distribución de los productos.• Es importante conocer bien cada producto para desarrollar unasolución de envase a medida.• Además hay que desarrollar nuevas formas de envasado mássostenibles combinando aspectos ambientales, beneficios para lasociedad y aspectos económicos.• Dado que la fase de consumo es en la que se produce mayordesperdicio de alimentos es importante también educar a losconsumidores.www.ainia.es #ainiainnovacion 31
  • 32. Muchas gracias por su atenciónCarlos Enguix Nicolás625157774cenguix@ainia.eses.linkedin.com/in/carlosenguix/www.ainia.es #ainiainnovacion 32
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