Envasado de alimentos

El envasado de alimentos o empaquetado de alimentos es un sistema de envasado diseñado específicamente para alimentos y representa uno de los aspectos más importantes dentro de los procesos involucrados en la industria alimentaria, ya que brinda protección contra alteraciones químicas, biológicas y físicas. El objetivo principal del envasado de alimentos es proporcionar un medio práctico para proteger y entregar productos alimenticios a un costo razonable y satisfacer las necesidades y expectativas tanto de los consumidores como de las industrias. Además, las tendencias actuales como la sostenibilidad, la reducción del impacto ambiental y la extensión de la vida útil se han convertido gradualmente en uno de los aspectos más importantes en el diseño de un sistema de empaque.

Historia

El envasado de productos alimenticios ha experimentado una gran transformación en el uso y la aplicación de la tecnología desde la edad de piedra hasta la revolución industrial:

7000 a. C.: La adopción de la cerámica y el vidrio que vio la industrialización alrededor del 1500 a.

1700: La primera producción industrial de hojalata se introdujo en Inglaterra (1699) y en Francia (1720). Posteriormente, la marina holandesa comenzó a utilizar este tipo de envases para prolongar la conservación de los productos alimenticios.

1804: Nicolas Appert, en respuesta a las consultas sobre la extensión de la vida útil de los alimentos para el ejército francés, empleó botellas de vidrio junto con el tratamiento térmico de alimentos. El vidrio ha sido reemplazado por latas de metal en esta aplicación. Sin embargo, todavía hay un debate en curso sobre quién introdujo por primera vez el uso de hojalata como envase para alimentos.

1870: Se lanza el uso del cartón y se patentan los materiales corrugados.

Década de 1880: Primer cereal empacado en una caja plegable por Quaker Oats.

Década de 1890: William Painter patentó la tapa de corona para botellas de vidrio.

Década de 1960: desarrollo de las latas de metal de dos piezas estiradas y planchadas en la pared en los EE. UU., junto con el abridor de anilla y el envase de cartón Tetra Brik Aseptic.

Década de 1970: se introdujo el sistema de código de barras en la industria minorista y manufacturera. Se introdujo la tecnología de botellas de plástico PET moldeadas por soplado, que es ampliamente utilizada en la industria de las bebidas.

Década de 1990: la aplicación de la impresión digital en los envases de alimentos se generalizó.

Los envases de plástico vieron su uso inaugural durante la Segunda Guerra Mundial, aunque los materiales empleados en su fabricación (como el nitrato de celulosa, el estireno y el cloruro de vinilo) se descubrieron en el siglo XIX.

Funciones

El embalaje y el etiquetado de los envases tienen varios objetivos:

• Protección física - Los alimentos incluidos en el paquete pueden requerir protección contra golpes, vibraciones, compresión, temperatura, bacterias, etc.
• Protección de barrera: a menudo se requiere una barrera contra el oxígeno, el vapor de agua, el polvo, etc. La permeación es un factor crítico en el diseño. Mantener el contenido limpio, fresco y seguro durante la vida útil prevista es una función principal. También se mantienen atmósferas modificadas o atmósferas controladas en algunos envases de alimentos. Algunos paquetes contienen desecantes, absorbentes de oxígeno o absorbentes de etileno para ayudar a prolongar la vida útil.
• Contención o aglomeración: los artículos pequeños generalmente se agrupan en un solo paquete para permitir un manejo eficiente. Los líquidos, polvos y materiales granulares necesitan contención.
• Transmisión de información: los paquetes y las etiquetas comunican cómo usar, transportar, reciclar o desechar el paquete o producto. Algunos tipos de información son requeridos por los gobiernos.
• Comercialización: los comercializadores pueden usar el empaque y las etiquetas para alentar a los compradores potenciales a comprar el producto. Las presentaciones de alimentos estéticamente agradables y atractivas pueden alentar a las personas a considerar los contenidos. El diseño de envases ha sido un fenómeno importante y en constante evolución durante varias décadas. Las comunicaciones de marketing y el diseño gráfico se aplican a la superficie del envase y (en muchos casos) también a la pantalla del punto de venta. El color del envase juega un papel importante en la evocación de emociones que persuaden al consumidor a realizar la compra.
• Seguridad: el embalaje puede desempeñar un papel importante en la reducción de los riesgos de seguridad del envío. Los paquetes se pueden fabricar con una mayor resistencia a la manipulación para impedir la manipulación, y también pueden tener características de evidencia de manipulación para ayudar a indicar la manipulación. Los paquetes se pueden diseñar para ayudar a reducir los riesgos de robo de paquetes; algunas construcciones de paquetes son más resistentes al hurto y algunas tienen sellos indicadores de hurto. Los paquetes pueden incluir sellos de autenticación para ayudar a indicar que el paquete y el contenido no son falsificados. Los paquetes también pueden incluir dispositivos antirrobo, como paquetes de tinte, etiquetas RFID o etiquetas de vigilancia de artículos electrónicos, que pueden activarse o detectarse mediante dispositivos en los puntos de salida y requieren herramientas especializadas para desactivarse. El uso de envases de esta manera es un medio de prevención de pérdidas minoristas.
• Conveniencia: los paquetes pueden tener características que agregan conveniencia en la distribución, manejo, apilamiento, exhibición, venta, apertura, cierre, uso y reutilización.
• Control de porciones: el empaque de una sola porción tiene una cantidad precisa de contenido para controlar el uso. Los productos a granel (como la sal) se pueden dividir en paquetes que tienen un tamaño más adecuado para los hogares individuales. También ayuda al control del inventario: vender botellas de leche selladas de un litro, en lugar de que las personas traigan sus propias botellas para llenarse.

Tipos

El diseño de los envases puede variar en gran medida según la función que se les dé a los diferentes tipos de envases y recipientes, y según los productos alimenticios y su función, como por ejemplo:

embalaje	Escribe	Alimentos	Materiales
Envasado aséptico	Primario	Huevos enteros líquidos o productos lácteos	Polímeros, envases multicapa
Bandejas	Primario	Ración de pescado, carne, frutas, verduras, dulces y comidas precocinadas	Polímeros, Cartones, Biopolímeros
Bolsas	Primario	Patatas fritas, manzanas, frutos secos, arroz, snacks	Polímeros metalizados, polímeros, envases multicapa
latas	Primario	Lata de sopa de tomate, frijoles, mais, salmón, atún y gambas	Aluminio, estaño, acero inoxidable
Cajas de cartón	Primario	Cartón de huevos, leche y jugo de frutas.	Embalaje multicapa, papel estucado
envases flexibles	Primario	Ensalada embolsada, papas fritas, dulces y golosinas	polímero, biopolímero
Cajas	Secundario	caja de cartones de cereales, pizzas congeladas	Cartones
paletas	Terciario	Una serie de cajas en un solo palé que se utiliza para el transporte desde la planta de fabricación hasta el centro de distribución.	Cartón corrugado, tarima de madera
Envoltorios	Terciario	Se utiliza para envolver las cajas en el palet para el transporte.	Embalaje multicapa de polímero

Dado que casi todos los productos alimenticios se envasan de alguna manera, el envasado de alimentos es fundamental y omnipresente. Además, al permitir la creación y estandarización de marcas, brinda la oportunidad de realizar publicidad significativa, distribución extensiva y comercialización masiva. Por lo tanto, se debe hacer una distinción entre los distintos tipos (o niveles) de empaque.

Empaquetado principal

El empaque primario está directamente en contacto con los productos alimenticios, creando el espacio libre ideal para ellos mientras brinda protección contra alteraciones externas. Además, el empaque primario, también conocido como empaque minorista o unidades de consumo, es responsable de los aspectos de marketing del empaque de alimentos. Por lo general, los materiales de empaque utilizados en el nivel primario incluyen cajas de cartón, bandejas de plástico, botella de vidrio y estructura multicapa (Tetra Pak).

Embalaje secundario

El empaque secundario contiene una cantidad de empaques primarios en una sola caja, generalmente de cartón corrugado. Así, el nivel secundario es un transportador físico de distribución de los paquetes primarios, facilitando su manejo durante el transporte. Ocasionalmente se puede utilizar como ayuda en puntos de venta al por menor o supermercados para la exhibición de productos básicos.

Embalaje terciario

El empaque más externo, conocido como empaque terciario, facilita el manejo, el almacenamiento y la distribución segura de empaques primarios y secundarios a granel, brindando mayor protección al producto y creando una manera fácil de transportar grandes cantidades de materiales. El tipo más familiar de embalaje terciario comprende un palé envuelto de caja de cartón ondulado.

Galería

• Mezcla de pastel en bolsa
• Componentes de galletas: botellas de plástico, bolsa de papel.
• Contenedor para aceite vegetal a granel
• Congelador de alimentos procesados ​​congelados en el supermercado
• Bolsa en caja; caja de vino
• Botella de leche de vidrio y cartón de leche de cartón
• Bolsita de té de seda
• Granos de café en bolsas de arpillera, sacos de yute
• Cestas de frutas de bushel
• Lata de té, lata con tapa extraíble
• Cartones plegables de cereal
• Cajas de bebidas
• manzanas envasadas
• Pescado fresco en bandeja de plástico retractilado
• Carne de cerdo congelada retractilada
• Military MRE, burrito de frijoles y arroz en bolsa de retorta
• Condimentos y especias
• Lata de aluminio con un extremo extraíble completo y fácil de abrir
• Un recipiente de ketchup Dip & Squeeze

Máquinas de embalaje

La elección de la maquinaria de envasado requiere la consideración 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 envasado, el costo de capital, el espacio de piso, la flexibilidad (cambio, materiales, etc.), el uso de energía., calidad de los paquetes salientes, calificaciones (para alimentos, productos farmacéuticos, etc.), rendimiento, eficiencia, productividad y ergonomía, como mínimo.

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

• Etiqueta de codificación automática y verificación de fecha
• Máquinas de envasado al vacío, blister y skin
• Máquinas taponadoras, sobretaponadoras, tapadoras, cerradoras, engatilladoras y selladoras
• Encartonadoras
• Máquinas para formar, empacar, desempacar, cerrar y sellar cajas y bandejas
• Compruebe las máquinas de pesaje
• Máquinas de limpieza, esterilización, refrigeración y secado
• Máquinas transportadoras y acumuladoras
• Máquinas de alimentación, orientación y colocación.
• Llenadoras de productos líquidos y en polvo
• Máquinas de llenado y cierre de paquetes
• Máquinas de formar, llenar y sellar
• Máquinas de inspección, detección y control de peso
• Máquinas paletizadoras, despaletizadoras y unitizadoras de palets
• Máquinas de etiquetado, marcado y otras identificaciones de productos
• Máquinas de embalaje
• máquinas de conversión

Reducir los envases de alimentos

Los envases reducidos y los envases sostenibles son cada vez más frecuentes. Las motivaciones pueden ser las regulaciones gubernamentales, la presión de los consumidores, la presión de los minoristas y el control de costos. El embalaje reducido a menudo ahorra costes de embalaje. En el Reino Unido, una encuesta de la Asociación de Gobiernos Locales realizada por la Oficina de Investigación del Mercado Británico comparó una variedad de puntos de venta para comprar 29 alimentos comunes y descubrió que los pequeños minoristas locales y los comerciantes del mercado "producían menos envases y más que podían reciclarse que los más grandes". supermercados".

En las últimas décadas, la creciente demanda de los consumidores y gobiernos por un diseño de envases más sostenible y ecológico ha llevado a la industria alimentaria a rediseñar y proponer soluciones alternativas de envasado. Sin embargo, al diseñar un nuevo sistema de envasado, se deben tener en cuenta varias variables. Un diseño de empaque ideal solo debe usar la cantidad correcta de los materiales apropiados para proporcionar el rendimiento deseado para un producto específico. Como se muestra en el gráfico de diseño de empaque óptimo, la variedad de situaciones en las que ocurren pérdidas de producto aumenta a medida que disminuye el peso o el volumen del material.Tal tendencia eventualmente llegará a una situación en la que la pérdida supere los ahorros en costos por usar menos material de embalaje. Más allá de ese punto, cualquier reducción de empaque aumenta la cantidad total de desechos en el sistema, convirtiéndolo en un beneficio falso. El objetivo del diseño de empaque óptimo es identificar un peso por debajo del cual el empaque ya no se puede vender porque no cumple con las especificaciones, considerando el impacto ambiental relacionado con la selección de materiales.

Reciclaje de envases de alimentos.

El envasado de alimentos se crea mediante el uso de una amplia variedad de plásticos y metales, papeles y materiales de vidrio. Reciclar estos productos difiere del acto de reutilizarlos literalmente porque el proceso de reciclaje tiene su propio algoritmo que incluye la recolección, el abastecimiento, el procesamiento, la fabricación y la comercialización de estos productos. Según la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, la tasa de reciclaje ha ido en constante aumento, con datos que informan que en 2005 se recicló el 40% de los envases y envases de alimentos que se crearon.La calidad y la seguridad del producto son la responsabilidad más importante del envase. Sin embargo, ha habido una creciente demanda de que los envases se diseñen, fabriquen, consuman y reciclen de una manera más sostenible debido a la creciente contaminación relacionada con los envases y los residuos de alimentos. Se ha estimado que solo el 10,33 % de todos los residuos sólidos urbanos (RSU), que representan hasta el 30,3 % del total de residuos, se recicla en nuevos productos a nivel mundial.Sin embargo, dependiendo del nivel de empaque y de los materiales que se utilicen durante su fabricación, el final de la vida útil de un empaque puede diferir completamente. A pesar de que un proceso de reciclaje suele ser el camino deseado, muchas complicaciones pueden conducir a destinos menos sostenibles.

Fin de uso

• Plástico: El vertido, la quema y el reciclaje son alternativas para los envases de plástico al final de su vida útil. Sin embargo, la eliminación y el manejo inadecuados conducen a un mayor porcentaje de desechos plásticos, que pueden contaminar el medio ambiente en un amplio espectro de escenarios. El sector del embalaje representa el 40,5% de todo el plástico producido en Europa, lo que representa el mayor sector de la industria alimentaria. Sin embargo, el reciclaje de tales desechos se encuentra en un nivel bajo crítico de aproximadamente el 35%. Además, se ha estimado que más del 20% de los envases de plástico no llegan a ningún proceso de reciclaje.
• Bioplástico: también conocido como polímero biodegradable o biopolímero, generalmente se fabrica a partir de materias primas renovables como el maíz y la caña de azúcar, así como a partir de microorganismos de diferente tipo. Las opciones típicas al final de su vida útil incluyen el compostaje o la degradación ambiental de los bioplásticos, lo que resulta en la pérdida de recursos y la producción _de CO2. La degradación completa también solo se puede lograr en condiciones rigurosas que la empresa ofrece con poca frecuencia. Además, algunos bioplásticos se procesan de manera similar a sus contrapartes tradicionales de origen fósil que, si se clasifican incorrectamente, pueden causar interferencias dañinas en los procesos de reciclaje de otros materiales.
• Papel y cartón: están compuestos por fibras celulósicas unidas entre sí para formar una estructura flexible. Estos materiales de envasado tienen una larga tradición como soluciones ideales para el almacenamiento de alimentos secos (como harina, arroz y pasta), así como para su uso como envase secundario o terciario. El papel y el cartón a menudo se recogen por separado para su reciclaje; sin embargo, se enfrentan algunas dificultades en el caso de la presencia de un recubrimiento (por ejemplo, plástico o aluminio) o contaminación debido a residuos de alimentos. Las opciones alternativas al final de su vida útil incluyen la incineración y los vertederos. En teoría, los envases de papel y cartón son compostables, pero los productos químicos persistentes (como PFAS) pueden dispersarse en el medio ambiente a través de esta práctica, lo que limita los beneficios potenciales.
• Los envases a base de metal pueden soportar altas temperaturas y pueden proporcionar excelentes barreras a los gases, la luz y los aromas, lo que lleva a soluciones muy competitivas en una amplia gama de aplicaciones. La conservación directa de los alimentos en el envase fue posible gracias al desarrollo del método de enlatado. Los recubrimientos, ya sean orgánicos o inorgánicos, pueden disminuir las interacciones entre el metal y los alimentos. Sin embargo, se descubrió que muchas de las sustancias químicas de estos recubrimientos migraban a los alimentos. Las alternativas al final de su vida útil para los envases metálicos para alimentos difieren según su uso: por ejemplo, las latas y las tapas se pueden descomponer y reciclar varias veces.
• Vidrio: es un envase inorgánico que se ha utilizado para almacenar alimentos y bebidas. Hoy en día, el vidrio de cal sodada es la variación comúnmente utilizada fabricada a partir de materias primas como el carbonato de sodio, la piedra caliza y el metal. Debido a las características estructurales del vidrio, el riesgo de migración al alimento es muy limitado. El vidrio es increíblemente estable químicamente y duradero cuando se maneja con cuidado (debido a su naturaleza frágil). Por lo tanto, este material de empaque es un candidato ideal para uso repetido, debido a estas características. El vidrio también se puede reciclar varias veces sin perder ninguna propiedad de calidad.
• Envases multicapa: en el negocio de alimentos y bebidas, los envases compuestos por numerosas capas de diversos materiales se denominan comúnmente envases multicapa o multimaterial. En muchos países, los envases de alimentos de varios materiales con frecuencia se queman o se desechan en vertederos.Sin embargo, algunas áreas están desarrollando activamente recolecciones separadas y procesos de clasificación eficientes para empaques de múltiples materiales a base de fibra, como los cartones para bebidas. Por otro lado, los envases multicapa compuestos por aluminio y barrera plástica, actualmente no pueden ser reciclados de manera eficiente, y deben someterse a un tratamiento químico para ser desechados correctamente. A la luz de estas consideraciones, queda claro cómo, a pesar de ser lo último en aplicaciones de envasado de alimentos, el envasado multicapa supone un gran reto a la hora de plantearse el final de su vida útil. Una excepción es el caso de los envases multicapa que consisten en varias capas del mismo material (o que forman parte de la misma categoría): tales soluciones en muchos casos permiten un rendimiento sobresaliente y, al mismo tiempo, permiten un reciclaje más fácil.

Tendencias en el envasado de alimentos.

• Numerosos informes realizados por asociaciones de la industria coinciden en que aumentará el uso de indicadores inteligentes. Hay una serie de indicadores diferentes con diferentes beneficios para los productores, consumidores y minoristas de alimentos.
• Los registradores de temperatura se utilizan para controlar los productos enviados en una cadena de frío y para ayudar a validar la cadena de frío. Los registradores de datos de temperatura digitales miden y registran el historial de temperatura de los envíos de alimentos. A veces tienen temperaturas que se muestran en el indicador o tienen otras salidas (luces, etc.): los datos de un envío se pueden descargar (cable, RFID, etc.) a una computadora para su posterior análisis. Estos ayudan a identificar si ha habido abuso de temperatura de los productos y pueden ayudar a determinar la vida útil restante. También pueden ayudar a determinar el momento de las temperaturas extremas durante el envío, de modo que se puedan tomar medidas correctivas.
• Los indicadores de tiempo y temperatura integran el tiempo y la temperatura experimentados por el indicador y los alimentos adyacentes. Algunos usan reacciones químicas que dan como resultado un cambio de color, mientras que otros usan la migración de un tinte a través de un medio filtrante. En la medida en que estos cambios físicos en el indicador coincidan con la tasa de degradación del alimento, el indicador puede ayudar a indicar la probable degradación del alimento.
• La identificación por radiofrecuencia se aplica a los envases de alimentos para el control de la cadena de suministro. Ha demostrado un beneficio significativo al permitir que los productores y minoristas de alimentos tengan una visibilidad completa en tiempo real de su cadena de suministro.
• Los envases de plástico que se utilizan no suelen ser biodegradables debido a las posibles interacciones con los alimentos. Además, los polímeros biodegradables a menudo requieren condiciones especiales de compostaje para degradarse adecuadamente. Las condiciones normales de los vertederos sellados no promueven la biodegradación. Los plásticos biodegradables incluyen películas y recubrimientos biodegradables sintetizados a partir de materiales orgánicos y polímeros microbianos. Algunos materiales del paquete son comestibles. Por ejemplo, los productos farmacéuticos a veces se encuentran en cápsulas hechas de gelatina, almidón, patata u otros materiales. Se están desarrollando nuevos bioplásticos, películas y productos.
• Existe un creciente desarrollo y producción de materiales de envasado de alimentos que contienen sustancias y realizan sistemas destinados a prolongar la vida útil: emisores de dióxido de carbono (CO _2); antioxidantes (por ejemplo, hidroxitolueno butilado (BHT), hidroxianisol butilado (BHA), tocoferoles, hinokitiol); enzimas antimicrobianas (p. ej., lisozima), polímeros (p. ej., ε-polilisina, quitosano) y nanopartículas (p. ej., plata, cobre, oro, platino, dióxido de titanio, óxido de zinc, óxido de magnesio, nanoarcillas modificadas orgánicamente); bacteriocinas (por ejemplo, nisina, natamicina); y aceites esenciales.
• En las últimas décadas, el uso de envasado en atmósfera modificada (MAP) y otras variantes de esta tecnología han mostrado un creciente interés y aplicación en la industria del envasado de alimentos. El uso de una mezcla de gases específica dentro del espacio superior del envase ha demostrado ser ideal para ralentizar el proceso metabólico de los productos alimenticios, prolongando así la vida útil de la carne, el pescado, las frutas y las verduras.
• El diseño del sistema de envasado multicapa ha sido reconocido como la aplicación de envasado de alimentos de última generación por su versatilidad, capacidad de procesamiento y eficacia. Cada capa puede estar hecha de diferentes materiales y proporciona una funcionalidad clave para toda la estructura, como propiedades mecánicas mejoradas, estabilidad química, propiedades de barrera y propiedades antimicrobianas. Sin embargo, el uso de una estructura tan compleja reduce significativamente su reciclabilidad (excepto en unos pocos casos).
• Recientemente, la aplicación de revestimientos protectores en materiales de embalaje disponibles en el mercado (como PET, PP, cartón PLA o biopolímero) representa una solución potencial para hacer frente al creciente impacto medioambiental debido a los residuos de alimentos y de embalaje.
• Los códigos de barras se han utilizado durante décadas en el envasado de muchos productos. Los códigos de barras 2D utilizados en la autocodificación se aplican cada vez más a los envases de alimentos para garantizar que los productos estén correctamente envasados ​​y codificados por fecha.
• La capacidad de un paquete para vaciar completamente o dispensar un alimento viscoso depende en cierta medida de la energía superficial de las paredes internas del recipiente. El uso de superficies superhidrofóbicas es útil, pero se puede mejorar aún más mediante el uso de nuevas superficies impregnadas de lubricante.

Propiedades de barrera de envasado de alimentos

Un requisito crítico en el envasado de alimentos está representado por las propiedades de barrera contra la penetración de gases, vapor de agua y compuestos aromáticos del sistema de envasado. De hecho, las interacciones químicas entre los productos y el medio ambiente son las principales razones de la vida útil inadecuada y los fenómenos de deterioro. Por tanto, la evaluación del intercambio gaseoso mediante la permeación de moléculas de gas es un aspecto crucial en el diseño de un producto. La permeación de una molécula de gas a través de un sistema de empaque es un proceso físico compuesto por tres fenómenos independientes: la adsorción de la molécula a la superficie exterior del empaque; la difusión de la molécula a través de la sección del envase; y la desorción en el espacio libre interno.Bajo el supuesto de una condición de estado estacionario, los procesos físicos involucrados en la permeación se pueden modelar mediante ecuaciones simples. En particular, la difusión de una molécula de permeante depende de la diferencia de concentración entre los dos lados del sistema de empaque, que actúa como una fuerza motriz, creando así un flujo difusivo siguiendo la primera ley de difusión de Fick. Además, se necesitan otras suposiciones, como la ausencia de interacción química entre el penetrante y el material de empaque y el hecho de que el flujo de difusión debe seguir una sola dirección.Los procesos de adsorción/desorción de la molécula de un permeante normalmente exhiben una dependencia lineal con el gradiente de presión parcial a través de la capa de barrera mientras mantienen la suposición de una condición de transporte en estado estacionario y exhiben una concentración más baja que la solubilidad máxima del penetrante, por lo que se adhieren a la ley de Henry de solubilidad. El tipo de permeante, el espesor de la capa de barrera, las permeabilidades específicas de las películas de empaque contra gases o vapores, el área permeable del empaque, la temperatura y el gradiente de presión o concentración entre el interior y el exterior de la barrera pueden tener un impacto en un permeabilidad del sistema.

El intercambio de gases que se produce entre el sistema de envasado y el entorno exterior tiene un impacto significativo en la calidad y seguridad de los productos alimenticios. Los procesos fisicoquímicos y biológicos no controlados, como la oxidación de vitaminas, el crecimiento microbiano excesivo y el deterioro de los alimentos empacados, pueden generar condiciones inadecuadas dentro del espacio superior del empaque, lo que reduce su vida útil. Por lo tanto, el sistema de envasado debe diseñarse para crear las condiciones ideales para el producto seleccionado, evitando el intercambio excesivo de gases.

Entre los permeantes que pueden afectar las propiedades organolépticas de los alimentos, el oxígeno y el vapor de agua representan los más importantes. Estos permeantes afectan varios procesos bioquímicos en los productos alimenticios, como la maduración, la degradación, la hidratación/deshidratación, el crecimiento microbiano, la oxidación de vitaminas; también tienen un impacto en las propiedades organolépticas, por lo que provocan sabores desagradables, pérdida excesiva de peso, cambios en la textura y, en general, acortan la vida útil. Para cuantificar las propiedades de barrera de un sistema de empaque, tanto la permeación de oxígeno como la de vapor de agua se evalúan comúnmente midiendo la tasa de transmisión de oxígeno (OTR) y la tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR), respectivamente.

Propiedad de barrera de oxígeno

La tasa de transmisión de oxígeno de un gas a través del empaque se define como la cantidad de oxígeno que penetra por unidad de área permeable y unidad de tiempo en un sistema de empaque considerando condiciones de prueba estandarizadas (23 °C y 1 atm de diferencia de presión parcial). Es una herramienta eficaz para estimar las propiedades de barrera de un determinado material. La determinación de la OTR generalmente se realiza mediante un método de estado estacionario e isostático, informado por la ASTM D 3985 o la ASTM F 1307, que contienen protocolos estandarizados respectivamente para las mediciones de la OTR de varios tipos de envases. La instrumentación típica consiste en una celda de permeación compuesta por dos cámaras distintas separadas por el material ensayado; Luego, una de las cámaras se llena con un gas portador (p. ej., nitrógeno), mientras que la otra con oxígeno, creando así la fuerza impulsora necesaria para permitir que el oxígeno penetre a través del material de la barrera.

Propiedad de barrera de vapor de agua

Simultáneamente a la propiedad de barrera al oxígeno, la permeabilidad del vapor de agua a través de un sistema de envasado de alimentos debe minimizarse para prevenir de manera efectiva los cambios físicos y químicos relacionados con un contenido de humedad excesivo. Las propiedades de barrera contra la humedad de un material se pueden evaluar midiendo la tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR), que se puede definir como la cantidad de vapor de agua por unidad de área y unidad de tiempo que pasa a través de la película de empaque. Las mediciones WVTR, al igual que las OTR, se adhieren a los estándares para pruebas estandarizadas como se describe en la norma ASTM E96 (métodos estándar para la transmisión de vapor de agua de materiales). Un plato de prueba impermeable (como una copa de acero inoxidable) y una cámara de prueba donde la temperatura y la humedad relativa (HR) se pueden ajustar de acuerdo con la especificación estándar, constituyen la instrumentación básica utilizada en dichas pruebas. Aunque tanto el oxígeno como el vapor de agua representan los permeantes más estudiados en la aplicación del envasado de alimentos, otros gases como el dióxido de carbono (CO ₂) y el nitrógeno (N ₂) también tienen gran relevancia en la conservación de productos alimenticios. De hecho, N ₂ y CO ₂se han empleado en la tecnología de envasado en atmósfera modificada (MAP) para establecer las condiciones correctas dentro del espacio superior del envase para reducir el deterioro de los alimentos.

Seguridad alimentaria y salud pública

Es fundamental mantener la inocuidad de los alimentos durante el procesamiento,embalaje, almacenamiento, logística (incluida la cadena de frío), venta y uso. El cumplimiento de la normativa aplicable es obligatorio. Algunos son específicos de cada país, como la Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU. y el Departamento de Agricultura de los EE. UU.; otros son regionales, como la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria. A veces se utilizan programas de certificación como la Iniciativa Mundial de Seguridad Alimentaria. Las consideraciones de envasado de alimentos pueden incluir: uso de análisis de peligros y puntos críticos de control, protocolos de verificación y validación, buenas prácticas de fabricación, uso de un sistema de gestión de calidad efectivo, sistemas de seguimiento y localización, y requisitos para el contenido de la etiqueta. Los materiales especiales para contacto con alimentos se utilizan cuando el paquete está en contacto directo con el producto alimenticio. Dependiendo de la operación de envasado y del alimento,

Los riesgos para la salud de los materiales y productos químicos que se utilizan en el envasado de alimentos deben controlarse cuidadosamente. Los carcinógenos, los productos químicos tóxicos, los mutágenos, etc. deben eliminarse del contacto con los alimentos y de la migración potencial a los alimentos. Además, los consumidores deben conocer ciertos productos químicos que se envasan exactamente como productos alimenticios para atraerlos. La mayoría tienen dibujos de frutas y los envases también se asemejan a paquetes de comida. Sin embargo, pueden ser consumidos por niños o adultos descuidados y provocar envenenamiento.

Fabricación

Las líneas de empaque pueden tener una variedad de tipos de equipos: la integración de sistemas automatizados puede ser un desafío. Todos los aspectos de la producción de alimentos, incluido el envasado, están estrictamente controlados y tienen requisitos reglamentarios. La uniformidad, la limpieza y otros requisitos son necesarios para mantener las Buenas Prácticas de Manufactura.

La gestión de la seguridad del producto es vital. Debe existir un completo Sistema de Gestión de la Calidad. El análisis de peligros y puntos críticos de control es una metodología que ha demostrado su utilidad. La verificación y validación implica recopilar pruebas documentales de todos los aspectos del cumplimiento. El aseguramiento de la calidad se extiende más allá de las operaciones de empaque a través de la distribución y la gestión de la cadena de frío.