Embalaje

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El Embalaje es la ciencia, el arte y la tecnología de encerrar o proteger productos para su distribución, almacenamiento, venta y uso. El empaque también se refiere al proceso de diseño, evaluación y producción de empaques. El empaque puede describirse como un sistema coordinado de preparación de bienes para el transporte, almacenamiento, logística, venta y uso final. El envase contiene, protege, conserva, transporta, informa y vende. En muchos países está completamente integrado en el uso gubernamental, comercial, institucional, industrial y personal.

Es cualquier comunicación escrita, electrónica o gráfica en el paquete o en una etiqueta separada pero asociada.

Historia del empaque

Era antigua

Los primeros envases utilizaban los materiales naturales disponibles en la época: canastos de juncos, odres (bolsas de bota), cajas de madera, jarrones de cerámica, ánforas de cerámica, toneles de madera, bolsas tejidas, etc. Los materiales procesados ​​se utilizaban para formar los envases a medida que se desarrollaban.: primeras vasijas de vidrio y bronce. El estudio de los paquetes antiguos es un aspecto esencial de la arqueología.

El primer uso de papel para embalaje fueron láminas de corteza de morera tratada que los chinos usaban para envolver alimentos ya en el siglo I o II a.C.

El uso de material similar al papel en Europa fue cuando los romanos usaban papiro reciclado y de baja calidad para envasar el incienso.

El primer uso registrado de papel para embalaje se remonta a 1035, cuando un viajero persa que visitaba los mercados de El Cairo, Egipto árabe, observó que las verduras, las especias y los artículos de ferretería se envolvían en papel para los clientes después de venderlos.

Era moderna

Hojalata

El uso de la hojalata para los envases se remonta al siglo XVIII. La fabricación de hojalata fue durante mucho tiempo monopolio de Bohemia; en 1667, Andrew Yarranton, un ingeniero inglés, y Ambrose Crowley trajeron el método a Inglaterra, donde fue mejorado por maestros del hierro, incluido Philip Foley. En 1697, John Hanbury tenía un laminador en Pontypool para fabricar "Placas Pontypoole". El método pionero allí de laminar placas de hierro por medio de cilindros permitió producir placas negras más uniformes de lo que era posible con la práctica anterior de martillar.

Las cajas de hojalata comenzaron a venderse desde los puertos del canal de Bristol en 1725. La hojalata se enviaba desde Newport, Monmouthshire. Hacia 1805 se fabricaban 80.000 cajas y se exportaban 50.000. Los estancos de Londres comenzaron a envasar rapé en botes chapados en metal desde la década de 1760 en adelante.

Envase

Con el descubrimiento de la importancia de los recipientes herméticos para la conservación de alimentos por parte del inventor francés Nicholas Appert, el comerciante británico Peter Durand patentó el proceso de enlatado en estaño en 1810. Después de recibir la patente, Durand no continuó con el enlatado de alimentos. Vendió su patente en 1812 a otros dos ingleses, Bryan Donkin y John Hall, quienes refinaron el proceso y el producto y establecieron la primera fábrica comercial de conservas del mundo en Southwark Park Road, Londres. En 1813, estaban produciendo los primeros productos enlatados para la Royal Navy.

La mejora progresiva en el enlatado estimuló la invención de 1855 del abrelatas. Robert Yeates, un fabricante de cubiertos e instrumentos quirúrgicos de Trafalgar Place West, Hackney Road, Middlesex, Reino Unido, ideó un abrelatas con punta de garra con una herramienta manual que se abría paso alrededor de la parte superior de las latas de metal. En 1858, Ezra Warner de Waterbury, Connecticut, patentó en los Estados Unidos otro abridor de palanca de forma más compleja.

Embalaje a base de papel

Las cajas montadas se utilizaron por primera vez en el siglo XVI y las cajas plegadizas modernas datan de 1839. La primera caja de cartón corrugado se produjo comercialmente en 1817 en Inglaterra. El papel corrugado (también llamado plisado) recibió una patente británica en 1856 y se utilizó como forro para sombreros de copa. Robert Gair, nacido en Escocia, inventó la caja de cartón precortada en 1890: piezas planas fabricadas a granel que se doblan en cajas. El invento de Gair surgió como resultado de un accidente: como impresor y fabricante de bolsas de papel en Brooklyn durante la década de 1870, una vez estaba imprimiendo una orden de bolsas de semillas, y la regla de metal, comúnmente utilizada para doblar bolsas, cambió de posición y cortó a ellos. Gair descubrió que cortando y doblando en una sola operación podía hacer cajas de cartón prefabricadas.

Las bolsas de papel comerciales se fabricaron por primera vez en Bristol, Inglaterra, en 1844, y el estadounidense Francis Wolle patentó una máquina para la fabricación automática de bolsas en 1852.

Siglo 20

Los avances en el empaque a principios del siglo XX incluyeron cierres de baquelita en botellas, envoltorios de celofán transparente y paneles en cajas de cartón. Estas innovaciones aumentaron la eficiencia del procesamiento y mejoraron la seguridad alimentaria. A medida que se desarrollaron materiales adicionales como el aluminio y varios tipos de plástico, se incorporaron a los paquetes para mejorar el rendimiento y la funcionalidad.

En 1952, la Universidad Estatal de Michigan se convirtió en la primera universidad del mundo en ofrecer un título en Ingeniería de Empaques.

Durante mucho tiempo, el reciclaje en planta ha sido típico para la producción de materiales de embalaje. El reciclaje posconsumo de productos a base de aluminio y papel ha sido económico durante muchos años: desde la década de 1980, el reciclaje posconsumo ha aumentado debido al reciclaje en la acera, la conciencia del consumidor y la presión regulatoria.

Muchas innovaciones destacadas en la industria del embalaje se desarrollaron primero para uso militar. Algunos suministros militares se empaquetan en el mismo empaque comercial que se usa para la industria en general. Otros embalajes militares deben transportar material, suministros, alimentos, etc. en condiciones severas de distribución y almacenamiento. Los problemas de embalaje encontrados en la Segunda Guerra Mundial llevaron a que se aplicaran normas militares o "especificaciones militares" al embalaje, que luego se denominó "embalaje de especificación militar". Como un concepto destacado en el ejército, el empaque de especificaciones militares nació oficialmente alrededor de 1941, debido a que las operaciones en Islandia experimentaron pérdidas críticas, atribuidas en última instancia a un mal empaque. En la mayoría de los casos, las soluciones de empaque de especificaciones militares (como materiales de barrera, raciones de campo, bolsas antiestáticas,

A partir de 2003, el sector del embalaje representó alrededor del dos por ciento del producto nacional bruto en los países desarrollados. Aproximadamente la mitad de este mercado estaba relacionado con el envasado de alimentos. En 2019, el tamaño del mercado global de envasado de alimentos se estimó en USD 303,26 mil millones, exhibiendo una CAGR de 5,2% durante el período de pronóstico. Se espera que la creciente demanda de alimentos envasados ​​por parte de los consumidores debido a la aceleración del ritmo de vida y los cambios en los hábitos alimentarios tenga un gran impacto en el mercado.

Los propósitos de los empaques y las etiquetas de los paquetes.

El embalaje y el etiquetado de los envases tienen varios objetivos

Tipos de embalaje

El embalaje puede ser de varios tipos diferentes. Por ejemplo, un paquete de transporte o paquete de distribución puede ser el contenedor de envío utilizado para enviar, almacenar y manipular el producto o los paquetes internos. Algunos identifican un paquete de consumo como uno que está dirigido a un consumidor oa un hogar.

Los envases pueden describirse en relación con el tipo de producto que se envasa: envases de dispositivos médicos, envases de productos químicos a granel, envases de medicamentos de venta libre, envases de alimentos al por menor, envases de material militar, envases farmacéuticos, etc.

A veces es conveniente categorizar los paquetes por capa o función: primario, secundario, etc.

Estas amplias categorías pueden ser algo arbitrarias. Por ejemplo, dependiendo del uso, una envoltura retráctil puede ser un empaque primario cuando se aplica directamente al producto, un empaque secundario cuando se usa para combinar paquetes más pequeños o un empaque terciario cuando se usa para facilitar algunos tipos de distribución, como para colocar una cantidad de cajas de cartón en un palé.

El empaque también puede tener categorías basadas en la forma del paquete. Por ejemplo, los envases termoformados y los envases flexibles describen amplias áreas de uso.

Etiquetas y símbolos utilizados en los paquetes

Muchos tipos de símbolos para el etiquetado de paquetes están estandarizados a nivel nacional e internacional. Para los envases de consumo, existen símbolos para certificaciones de productos (como las marcas FCC y TÜV), marcas registradas, prueba de compra, etc. Existen algunos requisitos y símbolos para comunicar aspectos de los derechos y la seguridad del consumidor, por ejemplo, la marca CE o el signo estimado. que señala la conformidad con las normas de precisión de pesos y medidas de la UE. Ejemplos de símbolos ambientales y de reciclaje incluyen el símbolo de reciclaje, el código de reciclaje (que podría ser un código de identificación de resina) y el "punto verde". Los envases de alimentos pueden mostrar símbolos de materiales en contacto con alimentos. En la Unión Europea, los productos de origen animal que están destinados al consumo humano tienen que llevar estándar,

Los códigos de barras, los códigos universales de productos y las etiquetas RFID son comunes para permitir la gestión automatizada de la información en logística y venta minorista. A menudo se utiliza el etiquetado del país de origen. Algunos productos pueden usar códigos QR o códigos de barras de matriz similares. El empaque puede tener marcas de registro visibles y otras señales de calibración y solución de problemas de impresión.

El etiquetado de dispositivos médicos incluye muchos símbolos, muchos de ellos cubiertos por estándares internacionales, principalmente ISO 15223-1.

Contenido del paquete de consumo

Varios aspectos del etiquetado de los envases para el consumidor están sujetos a regulación. Uno de los más importantes es indicar con precisión la cantidad (peso, volumen, conteo) del contenido del paquete. Los consumidores esperan que la etiqueta refleje con precisión el contenido real. Los fabricantes y envasadores deben contar con procedimientos efectivos de aseguramiento de la calidad y equipos precisos; aun así, existe una variabilidad inherente en todos los procesos.

Las regulaciones intentan manejar ambos lados de esto. En los EE. UU., la Ley de Empaquetado y Etiquetado Justo proporciona requisitos para muchos tipos de productos. Además, NIST tiene el Manual 133, Comprobación del contenido neto de los productos empaquetados. Esta es una guía de procedimientos para las pruebas de cumplimiento de los contenidos netos y varias otras agencias reguladoras hacen referencia a ella.

Otras regiones y países tienen sus propios requisitos reglamentarios. Por ejemplo, el Reino Unido tiene sus Regulaciones de Pesos y Medidas (Bienes Empaquetados), así como varias otras regulaciones. En el EEE, los productos con fórmulas peligrosas deben tener un UFI.

Etiquetado de contenedores de envío

Las tecnologías relacionadas con los contenedores de envío son los códigos de identificación, los códigos de barras y el intercambio electrónico de datos (EDI). Estas tres tecnologías centrales sirven para habilitar las funciones comerciales en el proceso de envío de contenedores a lo largo del canal de distribución. Cada uno tiene una función esencial: los códigos de identificación relacionan la información del producto o sirven como claves para otros datos, los códigos de barras permiten la entrada automática de códigos de identificación y otros datos, y EDI mueve datos entre socios comerciales dentro del canal de distribución.

Los elementos de estas tecnologías centrales incluyen códigos de identificación de artículos UPC y EAN, el SCC-14 (código de contenedor de envío UPC), el SSCC-18 (códigos de contenedor de envío en serie), Interleaved 2-of-5 y UCC/EAN-128 (recientemente designado GS1-128) simbologías de códigos de barras y estándares ANSI ASC X12 y UN/EDIFACT EDI.

Los transportistas de paquetes pequeños suelen tener sus propios formatos. Por ejemplo, United Parcel Service tiene un código MaxiCode 2-D para el seguimiento de paquetes.

Las etiquetas RFID para contenedores de envío también se utilizan cada vez más. Una división de Wal-Mart, Sam's Club, también se ha movido en esta dirección y está presionando a sus proveedores para que cumplan.

Los envíos de materiales peligrosos o mercancías peligrosas tienen información y símbolos especiales (etiquetas, carteles, etc.) según lo exigen las Naciones Unidas, el país y los requisitos específicos del transportista. En los paquetes de transporte, también se utilizan símbolos estandarizados para comunicar las necesidades de manipulación. Algunos se definen en la norma ASTM D5445 "Práctica estándar para marcas pictóricas para el manejo de mercancías" e ISO 780 "Marcado pictórico para la manipulación de mercancías".

Consideraciones de desarrollo de paquetes

El diseño y el desarrollo de paquetes a menudo se consideran una parte integral del proceso de desarrollo de nuevos productos. Alternativamente, el desarrollo de un paquete (o componente) puede ser un proceso separado pero debe estar estrechamente relacionado con el producto que se va a empaquetar. El diseño del empaque comienza con la identificación de todos los requisitos: diseño estructural, mercadeo, vida útil, control de calidad, logística, legal, regulatorio, diseño gráfico, uso final, ambiental, etc. Los criterios de diseño, desempeño (especificado por la prueba del empaque), se deben establecer y acordar objetivos de tiempo de finalización, recursos y restricciones de costos. Los procesos de diseño de paquetes a menudo emplean prototipos rápidos, diseño asistido por computadora, fabricación asistida por computadora y automatización de documentos.

Un ejemplo de cómo el diseño del paquete se ve afectado por otros factores es su relación con la logística. Cuando el sistema de distribución incluye envíos individuales por parte de un transportista de paquetes pequeños, la clasificación, el manejo y el apilamiento mixto exigen mucho la resistencia y la capacidad de protección del paquete de transporte. Si el sistema logístico consta de cargas unitarias paletizadas uniformes, el diseño estructural del paquete se puede diseñar para satisfacer esas necesidades específicas, como el apilamiento vertical durante un período de tiempo más prolongado. Un paquete diseñado para un modo de envío puede no ser adecuado para otro.

Con algunos tipos de productos, el proceso de diseño implica requisitos normativos detallados para el embalaje. Por ejemplo, cualquier componente del paquete que pueda estar en contacto con alimentos se designa como material en contacto con alimentos. Los toxicólogos y los científicos de alimentos deben verificar que dichos materiales de empaque estén permitidos por las reglamentaciones aplicables. Los ingenieros de empaque deben verificar que el paquete completo mantendrá el producto seguro durante su vida útil prevista con un uso normal. Los procesos de empaque, etiquetado, distribución y venta deben validarse para garantizar que cumplan con las regulaciones que tienen en cuenta el bienestar del consumidor.

A veces, los objetivos del desarrollo del paquete parecen contradictorios. Por ejemplo, las regulaciones para un medicamento de venta libre pueden requerir que el paquete sea a prueba de manipulaciones y a prueba de niños: esto hace que el paquete sea difícil de abrir intencionalmente. El consumidor previsto, sin embargo, puede ser discapacitado o anciano y no puede abrir fácilmente el paquete. Cumplir con todos los objetivos es un desafío.

El diseño del empaque puede llevarse a cabo dentro de una empresa o con varios grados de ingeniería de empaque externa: contratistas independientes, consultores, evaluaciones de proveedores, laboratorios independientes, empaquetadores por contrato, subcontratación total, etc. Se requiere algún tipo de metodología formal de planificación y gestión de proyectos para todos. pero los programas de diseño y desarrollo de paquetes más simples. Un sistema de gestión de calidad eficaz y protocolos de Verificación y Validación son obligatorios para algunos tipos de envases y recomendados para todos.

Consideraciones ambientales

El desarrollo del paquete involucra consideraciones de sustentabilidad, responsabilidad ambiental y regulaciones ambientales y de reciclaje aplicables. Puede implicar una evaluación del ciclo de vida que tenga en cuenta las entradas y salidas de materiales y energía del envase, el producto envasado (contenido), el proceso de envasado, el sistema logístico, la gestión de residuos, etc. Es necesario conocer los requisitos reglamentarios pertinentes para punto de fabricación, venta y uso.

Las tradicionales “tres R” de reducir, reutilizar y reciclar son parte de una jerarquía de residuos que puede considerarse en el desarrollo de productos y envases.

El desarrollo de envases sostenibles es un área de gran interés para las organizaciones de normalización, los gobiernos, los consumidores, los envasadores y los minoristas.

La sostenibilidad es el impulsor de más rápido crecimiento para el desarrollo de envases, especialmente para los fabricantes de envases que trabajan con las marcas líderes en el mundo, ya que sus objetivos de RSE (Responsabilidad Social Corporativa) a menudo superan los de la Directiva de la UE.

Maquinaria de paqueteria

La elección de la maquinaria de empaque incluye una evaluación de las capacidades técnicas, los requisitos de mano de obra, la seguridad del trabajador, la capacidad de mantenimiento, la capacidad de servicio, la confiabilidad, la capacidad de integrarse en la línea de empaque, el costo de capital, el espacio de piso, la flexibilidad (cambio, materiales, múltiples productos, etc.), requisitos de energía, calidad de los paquetes salientes, calificaciones (para alimentos, productos farmacéuticos, etc.), rendimiento, eficiencia, productividad, ergonomía, retorno de la inversión, etc.

La maquinaria de envasado puede ser:

  1. comprado como equipo estándar listo para usar
  2. comprado a la medida o hecho a la medida para operaciones específicas
  3. fabricado o modificado por ingenieros internos y personal de mantenimiento

Los esfuerzos en la automatización de la línea de envasado utilizan cada vez más controladores lógicos programables y robótica.

Las máquinas de embalaje pueden ser de los siguientes tipos generales: