Proyecto Ecoalim

Envases termoconformados biodegradables con propiedades barrera para alimentación

Nuria López-Aznar, Departamento de Extrusión de Instituto Tecnológico del Plástico (Aimplas)20/12/2011

20 de diciembre de 2011

El proyecto Ecoalim, que finaliza el presente mes de diciembre, financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación y por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (Feder), en el que ha estado participando el Instituto Tecnológico del Plástico (Aimplas) junto con otros centros de investigación (Azti-Tecnalia, CTAEX, IAT) durante 3 años, ha perseguido el desarrollo de nuevas tecnologías que apoyan el ecodiseño y ecodesarrollo en aspectos de la sostenibilidad de un producto agroalimentario.

Es necesario actuar en cada etapa del ciclo de vida del alimento para ir alcanzando mejoras parciales que generen una cadena alimentaria más eficiente, innovadora, competitiva y ambientalmente sostenible.

En este proyecto, cada centro participante ha estado involucrado en una etapa de la cadena productiva. Aimplas se ha centrado en el ecodesarrollo de nuevos envases de material biodegradable para el envasado de alimentos frescos.

En el caso de muchos alimentos perecederos, el principal mecanismo de degradación es el oxígeno, con lo que conviene aislar al producto de este gas mediante el empleo de materiales con adecuadas propiedades barrera.

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En el proyecto se han empleado materiales biodegradables y compostables, optimizando la cantidad de material empleada para su fabricación, utilizando los espesores mínimos posibles. Esto implica una mejora en el transporte en cuanto al peso y volumen del envase.

Se requiere, por tanto, un envase que cumpla los mismos requerimientos del envase actual:

  • Adecuadas propiedades barrera a los gases.
  • Adecuado para contacto alimentario.
  • Buena transparencia para poder ver el alimento en su interior.
  • Transformable por las técnicas de extrusión de lámina y termoconformado convencionales.
  • Buenas propiedades de sellado para asegurar un cierre hermético.
  • Adecuadas propiedades mecánicas.
  • Mantenimiento de propiedades durante su transformación, envasado, almacenamiento, transporte y uso, en función de la caducidad del alimento y de las condiciones térmicas a soportar para garantizar su frescura.
  • Y que además sea biodegradable y compostable.

Garantizar la estabilidad del alimento

El envase alimentario debe garantizar la estabilidad del alimento y asegurar el mantenimiento de sus cualidades organolépticas a lo largo de su vida útil. Asimismo, una vez utilizado debe permitir su integración en el medio ambiente.

La frescura de un producto es el factor que más valora el consumidor. Como el tiempo que dura un alimento depende de muchos factores (métodos de conservación, proceso de envasado y condiciones de almacenamiento y conservación), el parámetro evaluado ha sido las propiedades barrera del nuevo envase. Los valores de permeabilidad, parámetros barrera, alcanzados, son del mismo orden que los parámetros barrera de los envases convencionales objeto de estudio. Para ello, se han modificado tanto los materiales como los espesores de cada capa individual.

Para el desarrollo del nuevo envase dentro del proyecto y una vez seleccionados los materiales biodegradables susceptibles de sustituir una estructura convencional, se ha obtenido una lámina multicapa obtenida mediante co-extrusión de lámina plana (figura 1), para su posterior termoconformado y así obtener la bandeja según el diseño seleccionado (figura 2).

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Figura 1. Proceso de co-extrusión de lámina plana.
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Figura 2. Proceso de termoconformado.

El envase obtenido ha sido caracterizado para conocer sus propiedades barrera, migración, propiedades mecánicas y compostabilidad entre otras. La evaluación de las propiedades barra se ha realizado mediante ensayos de permeabilidad al oxígeno, variando las condiciones de humedad. En la Tabla 1 se destacan los resultados extremos obtenidos.

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Tabla 1. Resultados de permeabilidad a oxigeno de los materiales desarrollados.

El envase desarrollado muestra alta barrera en condiciones de 0% de humedad relativa, y una barrera media en comparación con el PET o el PVC, para condiciones de humedad relativa alta. Variando el espesor de las capas que forman parte del envase, es posible ajustar la permeabilidad en función de los requerimientos que marque un alimento en concreto.

Respecto a los resultados de migración del envase desarrollado, se ha estudiado la migración global en simulante acuoso (disolución acuosa de etanol al 10% en volumen) y en simulante para alimentos grasos (aceite vegetal con una distribución concreta de ácidos grasos). El valor máximo indicado por la legislación vigente para la migración global en simulantes alimentarios es 60 mg kg-1, valores superiores no serían aceptables.

Los resultados de migración global obtenidos han sido altos para el simulante acuoso, lo que indica que el envase no es apto para contener alimentos acuosos. En cambio, los valores en simulantes grasos son mucho más bajos e inferiores al límite marcado por la legislación, por lo que el envase desarrollado en el presente proyecto es adecuado para alimentos grasos.

Respecto al análisis de las propiedades mecánicas del envase, los ensayos de compresión revelan unas propiedades aptas para el transporte, ya que es posible, según el diseño del envase, el apilamiento de las diversas unidades.

Finalmente, se ha realizado un análisis para conocer la compostabilidad del envase desarrollado. Según la norma EN 13432, para cumplir la propiedad de compostablidad de un material, éste ha de cumplir con la biodegradabilidad: pérdida del 90% de su masa en un máximo de 6 meses. Los resultados obtenidos revelan que el envase desarrollado pierde el 90% de la masa en apenas 2 meses (figura 3).

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Figura 3. Grado de biodegradación en función del tiempo.

El resto de análisis pertinentes que nos aseguran un cumplimiento total de la norma de compostabilidad: la desintegración, la ecotoxicidad y la evaluación de la calidad del compost están en curso y los resultados preliminares son satisfactorios.

El proyecto se encuentra en este momento finalizando la fase de caracterización y realización de la ficha técnica del envase desarrollado, para evaluar sobre qué alimentos es adecuado según los requerimientos fijados por el producto a envasar.

En el presente proyecto se ha desarrollado un envase termoconformado, utilizando materiales biodegradables comerciales procesables mediante técnicas convencionales de transformación de plásticos, que presenta adecuadas propiedades ópticas, es apto para contacto alimentario, con adecuada barrera para una gran cantidad de alimentos diversos, y completamente compostable.

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