Envases flexibles en la industria alimentaria

Documento incluido en Monografías.com y escrito por Ing. Eduardo Barberena (Peruplast) que ofrece información breve pero práctica sobre envases flexibles (requisitos y propiedades, materiales empleados, procesos de fabricación y estructura).

Envases flexibles en la industria alimentaria
1. Introducción
2. Envases flexibles: requisitos y propiedades
3. Materiales empleados en los envases flexibles
4. Procesos de fabricación de envases flexibles
5. Estructura de un envase flexible
6. Tipos de envases flexibles
7. Aplicaciones a la industria alimentaria

1. Introducción
Los alimentos han sido envasados o empacados en muy diversas maneras desde hace miles de años. Sin duda lo primero que el hombre aprendió a envasar fue el agua, y lentamente esta práctica se extendió a otros productos porque los mantenía limpios, secos, no se contaminaban con otros elementos, hacía fácil el transporte e impedía que los insectos u otros animales los consumieran. La experiencia también enseñó que el envasado ayudaba a preservar los alimentos al protegerlos de agentes ambientales dañinos como el agua, el aire o la luz.

Hasta comienzos de este siglo, los envases de alimentos eran esencialmente rígidos (frascos, latas, bidones, barriles); y se fabricaban básicamente apelando al uso de metales (predominantemente acero) y vidrio. Aunque habían existido varias experiencias exitosas de envasado de caramelos y golosinas en papel y foil de estaño, la técnica del envase flexible todavía no había demostrado su potencial para llevar un producto al mercado de manera segura y además atractiva al consumidor.

Es en 1911 que puede considerarse que nace la industria de los envases flexibles. Simultáneamente en Francia y en Alemania se desarrolla el proceso de fabricación de una lámina de celulosa regenerada: el conocido CELOFAN.

2. Envases flexibles: requisitos y propiedades
Los envases flexibles deben cumplir una misión fundamental: preservar el producto en su interior desde el momento en que es envasado, durante el transporte, almacenamiento, distribución y exhibición, hasta el momento en que es abierto por el consumidor. Muchas de las propiedades deseables obtenibles de los envases flexibles están íntimamente relacionadas con las propiedades de los plásticos.

Desde el punto de vista de sus aplicaciones a los empaques, vamos a ver algunas propiedades importantes y por qué son significativas: Resistencia mecánica a la tracción Esta propiedad frecuentemente determina la cantidad material plástico que se necesita para formar la pared de un envase. Resistencia mecánica a la perforación.

Muchos productos envasados tienen aristas cortantes y puntas agudas; por ejemplo galletas, fideos, bocaditos. El material de envase debe ser mecánicamente resistente al efecto destructivo de estas formas características de ciertos productos envasados, cediendo elásticamente ante el efecto de perforación, sin romperse ni deformarse.
Resistencia mecánica a bajas temperaturas
Una gran parte de alimentos envasados tienen que mantenerse refrigerados, cuando no congelados, para llegar en óptimas condiciones de preservación al consumidor. Barrera.
Una de las funciones primarias de un convertidor es la de proveer envases con las bajas permeabilidades posibles a los gases y vapores, al oxígeno, a la luz, a los aromas. Sellabilidad.
Todos los empaques flexibles deben ser cerrados de alguna manera, y la gran mayoría lo son por termosellado. Este es un proceso en el cual una de las capas que componen el conseguir su fusión y luego es mantenida en contacto con la superficie opuesta, de similar constitución, hasta que las dos capas solidifiquen formando una única capa.
Imprimibilidad
El uso del envase para promocionar y describir al producto es una muy importante herramienta de mercadeo. Los gráficos, el texto, la disposición de las figuras en el envase, tienen que estar reproducidos de manera muy precisa y atractiva. Versatilidad de fabricación
Todos los plásticos de uso corriente pueden ser convertidos en películas delgadas, fuertes y transparentes. Durabilidad Como el vidrio, los plásticos no se oxidan y son inertes al ataque de la gran mayoría de agentes ambientales comunes, con excepción de los rayos ultravioleta. Costo Por último, y no menos importante, tenemos el costo del envase, que es en muchos casos el factor que decide entre un tipo de envase y otro.

3. Materiales empleados en los envases flexibles
La inmensa variedad y disponibilidad de materiales con diversas propiedades permite al fabricante de envolturas flexibles "confeccionar a medida" un tipo de material de envase para cada aplicación. Vamos a ver algunos de los principales materiales: Papel Celofán Polietileno.
El de uso más difundido es el polietileno de baja densidad (LDPE).
La lámina hecha de este material es suave al tacto, flexible y fácilmente estirable, tiene buena claridad, provee una barrera al vapor de agua pero es una pobre barrera al oxígeno.
No tiene olor o sabor que pueda afectar el del producto empacado, y es fácilmente sellable por calor.
Polipropileno
Es el plástico de menor densidad utilizado en aplicaciones de envasado. Biorientado, es mucho más transparente que el LDPE, además de ser más rígido y resistente. Posee menor permeabilidad a los gases y a la humedad y tiene un punto de fusión más elevado, haciéndolo útil en aplicaciones de empacado a altas temperaturas.
Poliéster
Es un material muy importante de envasado por sus excepcionales características mecánicas y dimensionales a alta temperatura.
Poliamidas
Es el nombre técnico del conocido NYLON. Es una lámina clara, con muy buenas propiedades de barrera al oxígeno y a otros gases, pero muy pobre al vapor de agua. Es muy resistente, y tiene sobresalientes propiedades de resistencia a la perforación y al rasgado, aún a altas temperaturas.
Polímeros especiales
Son plásticos de aplicación muy específica cuando se requiere de características excepcionales de barrera, sobre todo al oxígeno.
Foil de aluminio
Este material es insubstituíble cuando se requiere una protección completa del producto. Se le utiliza esencialmente como lámina de barrera a los gases y a la luz; además proporciona al material de envase una atractiva apariencia metálica. El foil de aluminio se utiliza como componente de estructuras multicapa.
Películas metalizadas
La mayoría de materiales descritos, y fundamentalmente el BOPP Y el PET, pueden ser sometidos a la deposición de metal (aluminio) en su superficie por evaporación al alto vacío.

4. Procesos de fabricación de envases flexibles
La fabricación de un envase flexible consta de pocas o varias etapas de conversión, según sea la complejidad del envase. Vamos a ver algunas de las operaciones básicas de conversión:
Extrusión
El proceso de extrusión es utilizado para fabricar láminas y hojas de materiales termoplásticos.
Coextrusión
Proceso en el cual varias capas de resinas plásticas son extruidas simultáneamente formando una sola lámina.
Laminación
En este proceso en este proceso, un substrato es adherido a otro mediante aplicación de adhesivos.
Impresión
En este proceso, se aplican las tintas al material de empaque, en una manera controlada y según un cierto patrón.
Procesos especiales
Son procesos usados en ciertas aplicaciones. El parafinado por ejemplo, se utiliza para recubrir con cera o mezclas de ceras y plastificantes (Hotmelts) la superficie de papeles o laminados de papel como uno de los componentes.

5. Estructura de un envase flexible
Estructuras monocapa
Estructuras multicapa

6. Tipos de envases flexibles
Envases de tres sellos
Envases de cuatro sellos
Envases estables
Envases termoformados

7. Aplicaciones a la industria alimentaria Lácteos
Ya hablamos anteriormente de la leche en polvo. La leche fresca debe tener un envase económico y a la vez protector; se emplea usualmente una coextrusión de LDPE pigmentado de negro para la cara interna en contacto con el producto (protección a la luz) con LDPE pigmentado de blanco como cara externa e impresa. Otra posibilidad es el envasado en Tetra Pak o Tetra Brik.

Las margarinas y mantequillas se empacan frecuentemente en materiales opacos a la luz: papel apergaminado con o sin recubrimiento de parafina, o si se desea una mejor apariencia, en laminados de foil de aluminio/papel, también con o sin recubrimiento de parafina.
La cara del aluminio es la externa, que recibe la impresión.
Los quesos en molde se empacan en láminas con alta barrera al oxígeno; normalmente coextrusiones de poliamidas con polietilenos y/o láminas especiales de barrera: PVDC, EVOH.
Los quesos procesados usan una gran variedad de materiales: PET, BOPP, ya sea recubiertos con PVDC, o sustratos metalizados laminados a polietileno simple o coextruído.
El yogurt se envasa como la leche fresca: polietileno monocapa o coextruído, siempre pigmentado (blanco, normalmente) para dar opacidad a la lámina.
En el Perú se envasa casi totalmente en bolsas tipo almohada (tres sellos).
Carnes
No es normal en nuestro país, pero la carne fresca en los mercados norteamericano y europeo se envasa en coextrusiones y laminaciones de alta barrera al oxígeno; por ejemplo, PET/PVDC/LDPE copolímero.
El PVDC es también sustituido por EVOH.
Usualmente los envases son termoformados y se utilizan bandejas de resinas plásticas expandidas (poliestireno, por ejemplo). Las carnes procesadas incluyen las salchichas, embutidos, carnes curadas y carnes ahumadas. La barrera al oxígeno debe ser la suficiente para garantizar la vida útil deseada. Los embutidos son productos de rápida salida que rara vez requieren de vidas útiles de mas de 60 dias. Se utiliza de manera muy extendida el envasado al vacío o con atmósfera modificada y con laminas de alta barrera al oxígeno.
Verduras
El empaque sofisticado de verduras y vegetales frescos se hallan todavía en etapa de experimentación, básicamente porque los procesos de maduración y putrefacción son bastante complejos y necesitan ser entendidos completamente antes de diseñar empaques para estas aplicaciones.
Como estos productos "respiran" en su mayoría, se han hecho intentos de envasarlos con atmósferas modificadas, ricas en CO2 y pobres en O2, con láminas permeables al oxígeno de tal manera que se cree un equilibrio entre el oxígeno consumido por la respiración del producto y el oxígeno que ingresa por permeación hacia adentro del envase.
Son técnicas sofisticadas que necesitan todavía de muchas pruebas. Actualmente el envasado de algunos de estos productos (zanahorias y manzanas) se realiza en bolsas de polietileno, microperforadas para permitir la respiración del producto. Café
En esta aplicación se requiere de láminas que evitan la migración de los constituyentes aromáticos del producto, que también son sensibles al oxígeno. El café en granos se envasa en bolsas de papel con recubrimiento interior de cera, LDPE o PET. El café molido es normalmente envasado en laminados de PET/foil/LDPE, haciendo vacío en el interior de modo que quede un paquete compacto en forma de ladrillo. El café molido libera CO2, de modo que se deben tomar tomar precauciones en el procesamiento anterior al envasado para asegurarse que el producto haya liberado gran parte de este gas y evitar inflar el paquete herméticamente cerrado.
Bebidas
Los jugos de frutas y refrescos preparados se envasan en laminados de PET/LDPE, BOPP/LDPE, o PET/foil/LDPE. Son aplicaciones limitadas, ya que este mercado hace uso mayormente de envases rígidos.
Snacks
Los snacks o bocaditos normalmente tienen un cierto contenido graso que genera un sabor rancio si el oxígeno ha penetrado en el envase. Estos productos son de consumo rápido, de modo que se requieren de láminas con relativamente alta barrera al oxígeno. Se utiliza el celofán recubierto con PVDC o las laminaciones de BOPP/BOPP o BOPP/BOPP metalizado que da una protección aun mayor. Galletas Las galletas son muy sensibles primariamente al vapor de agua; los materiales más usados son el celofán recubierto, el BOOP y el BOPP perlado. Golosinas
Bajo esta denominación agrupamos los chocolates en barra, chocolates en tabletas, los caramelos, caramelos masticables, gomas de mascar. Los materiales de empaque son también diversos, que van desde papeles glassine, papeles parafinados, celofán, BOPP perlado, hasta las laminaciones de BOPP/LDPE, PET/LDPE, PET/BOPP metalizado.
Cereales
Estos productos se venden normalmente en pesos de 1 Kg y envasados en máquinas verticales. El material de empaque debe dar entonces un sello fuerte. Se utiliza lámina de LDPE mezclado con LDPE, coextrusiones de LDPE/HDPE/LDPE, o laminaciones de BOPP/LDPE.
Mezclas en polvo
Las sopas en polvo y los refrescos a tienen componentes higroscópicos, sensibles a la humedad. Las sopas en polvo se han envasado tradicionalmente en laminaciones de papel/foil/LDPE; también se está utilizando el PET/foil/LDPE.
Los refrescos se envasan en laminaciones de celofán recubierto/LDPE, PET/LDPE/HDPE/LDPE o PET/BOPP/perlado/LDPE que proveen la necesaria protección al vapor de agua, además de impedir la pérdida de sabor por migración de las esencias.
Las gelatinas tienen salidas bastante rápidas, se envasan en laminas monocapa de polietileno.
Aceites comestibles
Los ácidos grasos insaturados siempre presentes en los aceites corren el riesgo de ser oxidados, causando olores y sabores en muchos casos objetables. El Empaque debe brindar la necesaria protección al vapor, ser impermeable a la migración de las grasas y estar libre de aditivos que puedan contribuir a desarrollar sabores y/o sabores desagradables al ser extraídos por el mismo producto, en latinoamérica se envasa el aceite en laminaciones de PET/LDPE o LDPE/PA/LDPE.
Condimentos
Los establecimientos de comida rápida hacen uso extenso de raciones personales de ketchup, mostaza, mayonesa. Son productos muy sensibles al oxígeno pero de rápida salida, se envasan en sachets de PET/LDPE Ing. Eduardo Barberena (Peruplast)