ecodesign-ul ambalajelor pentru alimente

Această operă creată de ECOSIGN Sector Skills Alliance este pusă la dispoziţie prin Licenţa

Creative Commons Atribuire-Necomercial-FărăDerivate 4.0 Internațional

Ecoinnovation aptitudinilor pentru designerii europene, numărul de proiect: 562573-PPE-1-2015-1-SI-EPPKA2-SSA. Disclaimer: Comisia Europeana sprijin pentru producerea din această publicație nu constituie andosarea conținutul care reflectă numai punctul de vedere al autorului și Comisia nu este menținut responsi-ble pentru eventuala utilizare a informațiilor pe care le conține

Ecodesign-ul ambalajelor pentru alimente

UNIT 11: Ambalaje cu atmosferă modificată

Gabi Mustatea, ph. D. [email protected] Gabriel Laslu, Dipl.-Ing. (IDT1), [email protected]

11.1 Definiții, generalități ....................................................................... 1

11.2 Atmosfera modificată ..................................................................... 2

11.3 Beneficiile și dezavantajele MAP ................................................... 4

11.4 Amestecuri de gaze: ....................................................................... 6

11.5 Materiale pentru MAP .................................................................... 7

11.6 Tehnologii MAP .............................................................................. 9

După însușirea acestei unități, studentul va fi capabil să: ‒ Obiectiv 1: Să cunoască principalele tipuri de ambalaje alimentare cu

atmosferă modificată și materialele folosite; ‒ Obiectiv 2: Să cunoască principiile care stau la baza tehnologiilor de

obținere a ambalajelor alimentare cu atmosferă modificată; ‒ Obiectiv 3: Să cunoască aplicațiile ambalajelor alimentare cu

atmosferă modificată

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]


UNIT 11: Ambalaje cu atmosferă modificată Page 1 of 12

11.1 Definiții, generalități Ambalajele cu atmosferă modificată (Modified Atmosphere Packaging - MAP) pot să asigure o calitate superioară și o durată de viață mai mare a alimentelor, păstrând în același timp gustul original, textura și aspectul hranei. Amestecurile de gaze MAP constau, de obicei, din gazele care alcătuiesc aerul: dioxid de carbon (CO2), azot (N2) și oxigen (O2). Un amestec corect al acestora va depinde de produsul alimentar și de proprietățile acestuia, deci vom avea soluții unice pentru fiecare aliment. • Azotul este un gaz inert care nu reacționează cu alimentele. Când este folosit fără un alt gaz, funcția sa este de a elimina oxigenul în contact cu alimentul. • Dioxidul de carbon reacționează ușor cu alimentele, creând acid carbonic. Dioxidul de bioxid de carbon este solubil în apă și lipide și, deși nu este bactericid sau fungicid, dioxidul de carbon are proprietăți bacteriostatice și fungistatice. Poate fi utilizat în cantități mici (10% -30%) împreună cu azotul pentru a proteja alimentele de oxigen și pentru a inhiba creșterea majorității bacteriilor și a mucegaiurilor. Pentru efectul anti microbian maxim, temperatura de depozitare a MAP trebuie păstrată cât mai scăzută, deoarece solubilitatea CO2 scade mult odată cu creșterea temperaturii. Astfel, controlul necorespunzător al temperaturii va elimina de obicei efectele benefice ale conținutului ridicat de CO2. Absorbția de CO2 depinde în mare măsură de umiditatea și conținutul de grăsimi ale produsului. Dacă alimentul absoarbe CO2 în exces, volumul total din ambalaj va fi redus, provocând apariția unei depresiuni în ambalaj cunoscut sub numele de "colapsul ambalajului". Excesul de absorbție a CO2 poate, de asemenea, să reducă capacitatea de menținere a apei în carne care rezultă în picături inestetice. Unele produse lactate (de exemplu, cremele) sunt foarte sensibile la concentrațiile de CO2 și vor fi afectate dacă sunt ambalate în MA cu niveluri ridicate de CO2. Fructele și legumele pot suferi deteriorări fiziologice datorate nivelurilor ridicate, inadecvate de CO2. . Monoxidul de carbon (CO) Sa constatat că CO este foarte eficient în menținerea culorii roșii la carnea proaspătă datorită formării carboxihemoglobinei1. El nu a este, totuși, folosit în scop comercial deoarece monoxidul de carbon, este un gaz extrem de toxic și nu este aprobat de autoritățile de reglementare datorate pericolului posibil pentru operatorii mașinilor de ambalare. Cu toate acestea, utilizarea sa este consacrată în Statele Unite pentru a preveni rumenirea la salata ambalată. Monoxidul de carbon are un efect inhibitor mai mic decât CO2 pentru microorganisme.

1 Combinație stabilă între oxidul de carbon și hemoglobină, care se formează în timpul intoxicației cu oxid de carbon.



• Oxigenul este foarte reactiv cu alimentele provocând atât oxidarea uleiurilor (râncezire) și fiind hrană pentru microorganismele aerobice ; este de obicei exclus în conservarea alimentelor. Cu toate acestea, pentru anumite alimente, există motive să se mențină o cantitate de oxigen în ambalajele acestora. Astfel, una din funcțiile majore ale O2 în carnea MAP este menținerea mioglobinei2 în forma sa oxigenată stabilă. Aceasta este forma responsabilă pentru culoarea roșie, pe care majoritatea consumatorilor o asociază cu carnea roșie proaspătă.3 Un efect asemănător se obține și la folosirea NO. Argonul (Ar) este inert, incolor, inodor și fără gust. Datorită asemănării proprietăților sale cu cele ale azotului, argonul poate înlocui azotul în multe aplicații. Se crede că anumite activități enzimatice sunt inhibate și argonul încetinește reacțiile metabolice la unele tipuri de legume. Datorită efectelor marginale și a prețului mai mare comparativ cu azotul, utilizarea sa este destul de rară. Hidrogenul (H2) și heliul (He) apar în atmosfere modificate în unele aplicații. Cu toate acestea, aceste gaze nu sunt utilizate pentru a prelungi termenul de valabilitate. Ele sunt utilizate ca gaze de detectare a scurgerilor. Dimensiunea moleculară relativ mică a gazelor permite evacuarea rapidă prin scurgerile de ambalaj. Deoarece aceste gaze sunt costisitoare și nu sunt ușor de manevrat, utilizarea acestora este rară. Cea mai obișnuită metodă pentru testarea scurgerilor este detectarea CO2 care este componenta de bază în multe procese MAP. Dacă alimentele sunt ambalate într-o atmosferă protectoare, acestea trebuie indicate pe etichetă. În plus, în conformitate cu Regulamentul UE 95/2 / CE, gazele utilizate trebuie să fie enumerate cu numărul lor E corespunzător. Numerele UE pentru cele mai importante gaze sunt prezentate în tab. A.1 în anexa 1.

11.2 Atmosfera modificată Este deci, practica modificării compoziției atmosferei interne a unui ambalaj (în mod obișnuit ambalaje de alimente, medicamente etc.) pentru a crește durata de viață a acestora. De obicei procesul de modificare urmărește să scadă cantitatea de oxigen (O2), deplasându-l de la 20,9% cât este în aer, la 0%, pentru a încetini creșterea organismelor aerobe și a preveni reacțiile de oxidare. Oxigenul eliminat poate fi înlocuit cu azot (N2), un gaz inert sau dioxidul de carbon (CO2), care poate reduce pH-ul sau inhibă creșterea

2 Mioglobina (abreviat Mb) este o proteină prezentă în fibrele musculare scheletice și cardiace, cu rol în

legarea oxigenului. 3 http://www.unido.org/fileadmin/import/32124_23MODIFIEDATMOSPACKAGING.5.pdf

http://www.unido.org/fileadmin/import/32124_23MODIFIEDATMOSPACKAGING.5.pdf



bacteriilor. Monoxidul de carbon poate fi utilizat pentru conservarea culorii roșii a cărnii.4 Aceasta este tehnica utilizată în principal pentru carne, pui, panificație și alte produse similare. Cu toate acestea, MAP pentru fructe și legume proaspete este o problemă mai laborioasă la care, spre deosebire de cele indicate de mai sus, O2 trebuie să pătrundă în ambalaj și CO2 să iasă din ambalaj, deoarece aspectul de ''proaspăt'' necesită procesul de "respirare" al fructelor și legumelor. Motivul este acela că produsele horticole sunt organisme vii și, prin urmare, continuă să respire chiar după recoltare, pentru a produce energia pentru reacțiile biologice vitale. MAP pasive. Ca rezultat, atunci când fructele și legumele proaspete sunt introduse în MAP, acestea modifică în mod natural atmosfera înconjurătoare, consumând O2 și producând CO2 MAP încetinește proceselor de viață în curs, nu prin schimbarea produsului, ci prin ajustarea mediului său. De asemenea, menținerea concentrației de etilenă la niveluri scăzute este obligatorie pentru a prelungi termenul de valabilitate al produselor sensibile la etilenă. În acest scop, pentru diminuarea producției de etilenă a alimentelor, se folosesc, în general, atmosfere care nu conțin O2 și / sau bogate în CO2. MAP active Conceptul de MAP active (care folosește materiale și obiecte active), a fost dezvoltat pentru a remedia deficiențele din MAP pasive. De exemplu, atunci când un film este o barieră bună la umiditate, dar nu la oxigen, filmul poate fi folosit în continuare împreună cu un absorbant de oxigen pentru a exclude oxigenul din ambalaj. În mod similar, absorbanții / emițătorii de dioxid de carbon, emițătorii de etanol și absorbanții de etilenă pot fi utilizați pentru a controla nivelurile de oxigen din interiorul MAP. Materialele absorbante adecvate sunt plasate alături de alimente. Prin activitatea lor, ele modifică atmosfera spațiului liber al ambalajului și contribuie astfel la extinderea duratei de valabilitate a conținutului. Astfel, sistemul MAP este un sistem activ în care respirația produsului ambalat și trecerea gazului prin filmul de ambalare are loc simultan. Prin urmare, oxigenul consumat în timpul respirației este înlocuit simultan de intrarea oxigenului. De asemenea, o cantitate egală de dioxid de carbon care este produsă de produsul ambalat este eliminată din ambalaj. Ca urmare, compoziția aerului rămâne constantă. Această stare este cunoscută ca stare de echilibru. În fig 1 se prezintă un ambalaj MAP și schimbul de substanțe cu exteriorul.

4 https://en.wikipedia.org/wiki/Modified_atmosphere



Fig 1. Ambalaj MAP5 - Scruber = absorbant Pe scurt motivele care au precedat MAP sunt prezentate în Tab. 1 Tab. 1 Rațiuni în MAP

Lower O2 concentrations / Concentrație mică de O2

To reduce Respiration Rate / Pentru reducerea ratei de respirație

Increase CO2 concentration / Creșterea concentrației de CO2

To prevent microbial growth/ Pentru a preveni creșterea florei microbiene

Maintain high RH/ Menținerea RH ridicat

To avoid dehydration / pentru a evita deshidratarea

11.3 Beneficiile și dezavantajele MAP6 Avantaje: • Durată de depozitare mai lungă / calitate superioară Produsele alimentare ambalate sub o atmosferă protectoare se degradează mult mai lent. În combinație cu răcirea continuă, MAP poate extinde în mod semnificativ prospețimea și durata de conservare. Astfel alimentul ambalat păstrează conținutul de vitamine, aspectul și conținutul de grăsime. Aceste efecte variază în funcție de tipul de produs. Cu toate acestea, este de obicei posibilă o dublare a termenului de valabilitate. În mod normal, produsele MAP păstrează o calitate ridicată pe o perioadă mai lungă de timp și ajung la consumator în cea mai bună stare posibilă.

5 După: Amita Venkatesh, MODIFIED ATMOSPHERE PACKAGING (MAP), (The Half Guide),

www.packagingconnections.com 6 http://www.wittgas.com/consulting-service/white-papers/modified-atmosphere-packaging.html

http://www.packagingconnections.com/

http://www.wittgas.com/consulting-service/white-papers/modified-atmosphere-packaging.html



• Mai puține deșeuri Durabilitatea mai lungă conduce la mai puține probleme în timpul expedierii la distanțe lungi și la o durată mai mare de depozitare. În consecință, eliminarea deșeurilor datorată alimentelor deteriorate este mai redusă. • Mai multe oportunități de vânzare Datorită duratei de depozitare mai îndelungate, folosirea MAP, deschide noi piețe producătorilor. Mărfurile perisabile, se pot transporta pe distanțe mai mari. • Mai puțini conservanți Ambalarea sub atmosferă protectoare prelungește termenul de valabilitate al produselor alimentare, ceea ce înseamnă că, în multe cazuri, utilizarea conservanților poate fi redusă sau chiar complet eliminată. Astfel, consumatorii obțin produse care nu conțin aditivi artificiali. • Proiectarea pachetelor atractive Pe lângă aspectele funcționale, designul ambalajului joacă un rol semnificativ în competiția pentru consumatori. Aspectul și impresia de calitate influențează comportamentul de cumpărare. MAP este foarte potrivită pentru designul și prezentarea ambalajului cel mai atrăgător și pentru prezentarea produsului alimentar. Dezavantaje • Complexitate ridicată Procesul MAP implică cerințe relativ ridicate. Eșecuri posibile: compoziția incorectă a gazelor sau scurgeri cauzate de distribuția defectuoasă a temperaturii sau a presiunii, instrumente contaminate sau uzate, contaminarea închiderii sau materiale imperfecte. Cu toate acestea, cu tehnologia MAP modernă și cu asigurarea calității, riscurile pot fi stăpânite. • Cost relativ ridicat Pe lângă filmele de înaltă calitate, consumul de gaze și costurile de personal pentru controlul calității sunt deosebit de costisitoare. • Influență asupra calității produsului Spre deosebire de utilizarea conservanților, în majoritatea cazurilor, gazele de protecție nu sunt absorbite de alimente și astfel nu modifică natura sau gustul produsului. Dar există excepții de la această regulă. De exemplu, o concentrație excesivă de CO2 poate fi absorbită de alimente și le face să fie mai acide (acre). Aceste efecte pot fi evitate cu amestecuri de gaz potrivite. Influența concentrației foarte mari de oxigen asupra calității cărnii este controversată.



11.4 Amestecuri de gaze: Există trei tipuri de amestecuri de gaze utilizate în ambalajele cu atmosferă modificată7: 1) Gaze inerte (N2, Ar) 2) Amestecuri de gaze semi - reactive (CO2 / N2 sau O2 / CO2 / N2) 3) Amestecuri de gaze reactive (CO2 sau CO2 / O2) În figura 1 se prezintă unele aplicații ale amestecurilor de gaze, iar în anexa 1, Tab. A1 sunt prezentate amestecurile recomandate pentru mai multe alimente.

Fig 2. Unele aplicații ale amestecurilor de gaze În tab.2 se prezintă creșterea duratei de viață estimativă a unor alimente pentru folosirea MAP8.

Tab. 2 Extension of shelf life using MAP/ Creșterea duratei de viață la folosirea MAP

Product / Aliment

Shelf life (days) / Durata de viață (zile)

7 Goodburn, K.E., and Halligan, A.C., 1988. Modified Atmosphere Packaging: A Technology Guide,

Leatherhead Food RA 8 http://ftp.feq.ufu.br/Luis_Claudio/Books/E Books/Food/FOOD_PROCESSING_TECHNOLOGY/35334_20.pdf

http://ftp.feq.ufu.br/Luis_Claudio/Books/E%20Books/Food/FOOD_PROCESSING_TECHNOLOGY/35334_20.pdf

http://ftp.feq.ufu.br/Luis_Claudio/Books/E%20Books/Food/FOOD_PROCESSING_TECHNOLOGY/35334_20.pdf



Air MAP Beef /Vită (a) 4 12 Bread/ Pâine (b) 7 21 Cake/Prăjituri (b) 14 180 Chicken/Carne de pasăre (a) 6 18 Coffee / Cafea (b) 3 548 Cooked meat / Carne gătită (a) 7 28 Fish/Pește (a) 2 10 Fresh pasta/Paste proaspete (a) 2 28 Fresh pizza/ Piza proaspătă (a) 6 21 Pork / Carne de porc (a) 4 9 Sandwiches /Sandvici-uri (a) 2 21

a Refrigerated storage / Stocare prin congelare b Ambient storage. / Stocare în mediul ambiant

11.5 Materiale pentru MAP Caracteristicile principale care trebuie luate în considerare la selectarea materialelor pentru MAP: 1) Rezistența la străpungere 2) Fiabilitatea etanșeității 3) Proprietăți anti - aburire 4) Permeabilitatea dioxidului de carbon 5) Permeabilitatea la oxigen 6) Rata de transmisie a apei Deși o mare varietate de materiale de ambalaj este disponibilă pentru industria MAP, cele mai multe ambalaje sunt încă fabricate din patru polimeri de bază: clorură de polivinil (PVC), tereftalat de polietilenă (PET), polipropilenă (PP) și polietilenă (PE). Rata de transmisie a oxigenului, denumită și "OTR", este rata constantă la care oxigenul poate pătrunde printr-un film. OTR este exprimat ca un volum de oxigen care penetrează o anumită zonă într-o perioadă de o zi; cc / m2 / 24 ore ... sau ... cc / 100 in2 / 24 ore, măsurată la o temperatură standard de 23 ° C și umiditate relativă de 0% (RH). Testarea pentru OTR se face în condiții uscate, este important de arătat că umiditatea relativă crescută (RH) poate avea un impact major asupra proprietăților de barieră ale anumitor filme. OTR a EVOH, de exemplu, crește dramatic atunci când RH depășește 75%. Rata de transmisie a vaporilor de apă (Water Vapor Transmission Rate - WVTR) măsoară transmiterea vaporilor de apă printr-un material. WVTR este măsurat fie în grame / 100 in2 / 24 ore, fie în grame / m timp de 24 de ore (conform standardului ASTM - E398).O funcție critică a ambalajelor flexibile este păstrarea uscată a produselor uscate și



păstrarea umedă a alimentelor umede. Fără ambalaj de protecție, produsele vor câștiga rapid sau vor pierde umiditatea până când vor fi în echilibru cu umiditatea relativă a mediului. WVTR este măsurarea standard prin care filmele sunt comparate pentru capacitatea lor de a rezista la transmisia de umiditate. Valorile inferioare indică o protecție mai bună a umidității. Numai valorile raportate la aceeași temperatură și umiditate pot fi comparate, deoarece ratele de transmisie sunt afectate de ambii parametri. În Anexa 1, tab. A.3 se dau valorile estimative de clasificare a barierei la O2 și la apă a polimerilor, iar în tab. A.4 se dau câteva valori ai OTR și WVTR, pentru polimerii uzuali. Permeabilitatea CO2 ar trebui să fie de 3 până la 5 ori permeabilitatea O2. Mulți polimeri utilizați pentru a fabrica filme MAP se află în acest domeniu. (Anexa 1,tabelul A.5.). Permeabilitatea polimerilor la gaze este CO2> O2> N2, iar rapoartele CO2 / O2 și O2 / N2 sunt de obicei aprox. 5. Deci, este adesea posibil să se estimeze permeabilitatea materialului la CO2 sau N2 atunci când este cunoscută permeabilitatea la O2. Câțiva dintre polimerii mai utilizați în MAP9: Etilen alcool vinilic (EVOH) Alcoolul polivinilic (PVOH) este o barieră excelentă la gaze, cu condiția să fie uscat. În prezența umidității, PVOH absoarbe apa, determinând umflarea și devenind plastifiat. În această stare, proprietățile de barieră la gaze ale PVOH sunt reduse. Pentru a asigura o stabilitate mai mare a polimerului în scopuri comerciale, PVOH este copolimerizat cu etilenă pentru a produce EVOH. Privitor la bariera de gaze proprietățile EVOH sunt mai reduse decât cele ale PVOH atunci când sunt uscați, dar EVOH este mai puțin sensibil la prezența umezelii și, prin urmare, este utilizat pe scară largă ca un strat de barieră la gaze în aplicațiile MAP. EVOH are, proprietăți bune de rezistență mecanică și la uleiuri și la solvenții organici. Poliamide PE (nailon) Nailonul este, în general, sensibil la umiditate (hidrofil) și absoarbe apa din mediul său. Umiditatea din structura nailonului interferează cu lanțul polimeric și afectează negativ proprietățile lui, inclusiv bariera la gaze. În condiții de umiditate relativă ridicată, rata de transmisie a gazului din filme de nailon, în general, crește. Cu toate acestea, există nailon comercial care este mai puțin afectat de umiditate. Rezistența și duritatea, relativ ridicatele, îl fac ideal pentru pungile vidate pentru carne proaspătă, unde oasele pot perfora alte materiale plastice. În această aplicație, nailonul este în general laminat cu PE care asigură proprietățile de lipire etanșă la cald.

9 RICHARD COLES, DEREK MCDOWELL, MARK J. KIRWAN FOOD PACKAGING TECHNOLOGY, Blackwell Publishing Ltd, 2003



Polietilena tereftalat (PET) PET este cel mai obișnuit poliester utilizat în ambalajul produselor alimentarea. PET este o bună barieră la gaze și vaporii de apă, este rezistent, oferă buna claritate si este rezistent la temperatură. PET-ul cristalin (CPET) este mai slab privind proprietățile optice, dar are o rezistență la căldură îmbunătățită, se topește la peste 270 ° C. Pelicula flexibilă din PET este utilizată pentru pungile de barieră și pentru capacele de acoperire pentru ambalajele tipe tavă. CPET este utilizat pentru tăvile pre-formate duble pentru cuptoare cu microunde și cuptoare cu convecție pentru alimente. Alte câteva exemple de materiale folosite pentru MAP sunt indicate în Anexa 1, Tab A.6. Polietilena (PP) și Polistirenul PS Polipropilena este un polimer versatil, care are aplicații la structuri flexibile, rigide si semirigide. Aplicațiile MAP sunt în general tăvile rigide. PP este o barieră bună pentru vapori de apă, dar o barieră slabă la gaze. Creșterea grosimea materialului compensează oarecum rata de transmisie ridicată a gazului. PP se topește la aproximativ 170 ° C. Prin urmare, poate fi folosit ca recipient pentru produsele alimentare cu conținut scăzut de grăsimi în cuptoare cu microunde. Spuma PP și de asemenea, spuma PS și PVC sunt utilizate pentru a asigura proprietățile structurale la laminatele pentru MAP în cazul în care sunt combinate cu o barieră EVOH și cu PE ca strat de etanșare prin lipire la cald.

Utilizarea comercială a MAP:

• Filme orientate din polipropilenă (OPP);

• Pungi (din mai multe straturi din plastic metalizat) în cutie de carton sau cutii din carton laminate cu folie;

• Filme de închidere etanșă (cling films) vezi fig 2;

• Filme care reacționează la temperatură;

• Filme micro perforate;

• Filme cu lut activ (o varietate de alumino silicați sub formă de pudră fină) încorporat;

• Filme PLA (acid polilactic). Fig. 3 Cling films

11.6 Tehnologii MAP Sunt două tehnici diferite pentru eliminarea aerului din ambalaj:



1) Spălarea gazelor 2) Vacuum compensat. În procesul de spălare a gazelor, înlocuirea aerului în interiorul MAP se efectuează printr-un curent continuu de gaz. Acest flux de gaz diluează aerul din atmosfera care înconjoară produsul alimentar. Ambalajul este apoi închis etanș. Deoarece înlocuirea aerului din interiorul ambalajului se realizează prin diluare, există o limită a eficienței acestei unități. Nivelele tipice de oxigen rezidual în ambalajele spălate cu gaz sunt 2-5% O2. Ca urmare, dacă produsul alimentar care urmează să fie ambalat este foarte sensibil la oxigen, tehnica de spălare a gazului nu este, în mod normal, potrivită. Marele avantaj al tehnicii de spălare a gazelor este viteza procesului. Deoarece acțiunea este continuă, viteza procesului poate fi foarte mare. Tehnologia vacuum compensat îndepărtează aerul din interior prin provocarea unei depresiuni ale atmosferei din interiorul ambalajului și apoi umplerea ambalajului cu amestecul de gaze dorit cu ajutorul acestei depresiuni. Deoarece înlocuirea aerului se realizează în două etape, viteza de funcționare a echipamentului este mai lentă decât cea a dată de tehnologia de spălare a gazelor. Cu toate acestea, deoarece aerul este îndepărtat prin vid și nu este diluat pur și simplu, eficiența tehnologiei privitoare la nivelul de aer rezidual este mai bună. Prin urmare, dacă produsul alimentar este extrem de sensibil la oxigen, trebuie folosită o mașină cu vacuum compensat. Închiderea etanșă (Sealing) O etanșare eficientă prin lipire la cald este esențială pentru menținerea calității și siguranței produselor ambalate. Caracteristicile filmului (grosimi și tratamente de suprafață) și compoziția plasticului (tipul de rășina, distribuția greutății moleculare si prezenta aditivilor) determină setările mașinii pentru operațiunea de etanșare. Combinația corectă a parametrilor timp, temperatură și presiune a închiderii este esențială pentru a produce o etanșare bună.

11.6.1 Mașini de ambalare cu atmosferă modificată



‒ Mașini de ambalare prin termoformare10 (vezi și cap 8, punctul 8.3.2). Procesul de termoformare de bază (Non-MAP) cuprinde trei pași și anume: 1- Foaia de plastic este încălzită. 2- Foaia de plastic este formată. 3- Formele sunt decupate. Mașinile sunt în general integrate în linii de producție care realizează și alte operațiuni, cum sunt umplerea automată, vacuum compensat, închiderea etanșă, etichetarea pe capac, etichetarea de bază, înregistrarea paginii de top tipărite. Liniile de ambalare cu o singură sau cu mai multe trepte ating 4-20 curse pe minut funcție de dimensiunea ambalajului și a produsului. Cererea tipică pentru amestecul de gaze este aproximativ 20-100 slm11 și este, de asemenea, dependentă de mărimea ambalajului și numărul de curse. Sistemele mai mari funcționează cu capacități de gaze de până la 200 slm. În anexa 2, fig.A2.1 și A2.5 se prezintă două exemple de astfel de mașini, cu detalii. ‒ Mașini cu cameră de vacuum Aceste mașini folosesc tăvi preformate și utilizează tehnica de vacuum compensat pentru a înlocui aerul. La mașina din fig.3, tăvile de plastic preformate sunt introduse manual în cameră înaintea evacuării aerului, apoi spălării cu amestecul de gaz dorit și lipirea etanșă la cald. Aceste mașini pot fi utilizate pentru producția la scară redusă a ambalajelor de bucătărie cu vid sau a ambalajelor MAP.

Fig Fig.3 Schema mașinii cu cameră de vacuum12 ‒ Mașini de formare, umplere și închidere cu spălarea gazelor ( form, fill, seal machine, or the FFS machine) .

10 WITT prospect, Modified Atmosphere Packaging (MAP) in the food industry - LMMappe_UK_30722 11 slm – litri standard pe minut 12 WITT prospect, Modified Atmosphere Packaging (MAP) in the food industry - LMMappe_UK_30722

Fig. 4 Produse realizate cu VFFS



Pot fi verticale (VFFS) sau orizontale (HFFS). (Vezi și unit.8 punctul 8.3.1 și anexa 1.5)

Mașinile VFFS13 realizează o gamă largă de produse care pot fi împărțite în patru grupuri principale: - mărfuri în vrac, care variază de la alune și prăjituri la șuruburi și bolțuri, - pulberi, ex. cafeaua măcinată și laptele deshidratat, - granule, ex.detergenți; - lichide: ex. ketchup,maioneză, dressing pentru salată sau gel de baie. Sunt capabile să producă de ordinul a 120 de ambalaje pe minut (în funcție de mărimea ambalajului). Spre deosebire de termoformare , aerul nu este inițial evacuat, ci este permanent spălat cu amestec de gaz înainte de etanșare. Atmosfera în ambalaj este înlocuită prin tuburi. Consumul amestecului de gaze în acest caz este mult mai mare decât pentru ambalajele evacuate, deoarece o parte a amestecului de gaze este pierdută. Consumul de amestec de gaze pentru o formă standard, a acestei mașini este de 30-300 slm. O astfel de mașină este prezentată în fig A2.6 și A2.7. Producerea pungilor (sacilor). Teoretic, toate mașinile de ambalat verticale funcționează la fel. Un strat de film plan, provenit dintr-o rolă mare de film la intrarea în mașină, este format într-un tub. Acest tub este închis la partea de jos: acesta este partea inferioară a pungii noi. După ce produsul este distribuit în pungă, partea superioară este, de asemenea, închisă. Tubul de gaz. Gazul este introdus în pungă printr-un tub de gaz care este montat în tubul de formare și conectat la un rezervor de gaz sau la un mixer de gaze (vezi fig. A.2.8). Un debitmetru reglează cantitatea de gaz pompată în ambalaj. Diametrul și forma (rotundă, dreptunghiulară sau ovală) a tubului de gaz depinde de cantitatea de gaz dorită și spațiul pe care îl oferă tubul de formare. Tubul de gaz trebuie să fie încorporat fără a perturba fluxul procesului

13 www.boschpackaging.com, Guide to Vertical Form-Fill-Seal Baggers

http://www.boschpackaging.com/

Anexa 1


UNIT 11: Ambalaje cu atmosferă modificată Anexa 1

Page 1 of 6

Tab A. 1 Food Gases approved by the EC / Gaze aprobate de UE pentru MAP E-no. /Nr.UE Gas /Gaz Name/Denumire

E 290 Carbon dioxide Gourmet C

E 938 Argon Gourmet A

E 939 Helium Gourmet He

E 941 Nitrogen Gourmet N

E 942 Nitrous oxide Gourmet L

E 948 Oxygen Gourmet O

E 949 Hydrogen Gourmet H

E941/E290 70% Nitrogen 30% Carbon dioxide Gourmet N70

E941/E290 50% Nitrogen 50% Carbon dioxide Gourmet N50

E948/E290 70% Oxygen 30% Carbon dioxide Gourmet O70

Tab A.2 Recommended gas mixtures of MAP/ Amestrecuri de gaze recomandate14 (Parry, 1993)

Product % Oxygen

%Carbon dioxide %Nitrogen

Red meat /carne roșie 60-85 15-40 -

Cooked/cured meats //carne gătită / afumată - 20-35 65-80 Poultry /Carne de pasăre - 25 75

Fish (white) / Pește (alb) 30 40 30 Fish (oily) /Ulei de pește - 60 40

Salmon /Somon 20 60 20 Hard cheese /Brânză tare - 100 - Soft cheese /Brânză moale - 30 70 Bread /Pâine - 60-70 30-40 Non-dairy cakes /Prăjituri fără lapte - 60 40

Dairy cakes Pasta (fresh) /Prăjituri cu lapte, Paste (proaspete) - - 100

Fruits and vegetables /fructe și legume --3-5 - --3-5 - 85

Dried/roasted foods //Alimente uscate/fripte - - 100

14 Parry, R.T., 1993. Principles and Applications of Modified Atmosphere Packaging of Food, ed. by R.T.

Parry, pp. 1-18, Glasgow, UK, Blackie.

Anexa 1



Page 2 of 6

Tab. A.3 Clasificarea privitoare la bariera la O2 și la apă a polimerilor15

Barrier Classification Oxygen ASTM D3985 Moisture ASTM F1249 LOW > 100 cm3/m2/24 hr > 100g/m2/24 hr Medium 6-100 cm3/m2/24 hr 6-100g/m2/24 hr High 1-5 cm3/m2/24 hr 1-5g/m2/24 hr Very High < 1 cm3/m2/24 hr 1g/m2/24 hr <

Tab A.4 Valori tipice pentru OTR și WVTR Sursa: Jonathan Flowe, Barrier films for packaging, Pira International Ltd, 2005.

OTRS of Bulk materials / OTR pentru polimeri

Film type / Materialul filmului

OTR 73°f (23°C), 0%. RH [CC/100 in 2/day] CC/m2/day

EVOH (ethylene vinyl alcohol) Good barrier 0.005-0.12 008-1.9 Biax nylon-6 / nylon-6 biaxial

1.2-2.5 18.6-39 OPET (oriented polyester) 2.0-6.0 31-93 BOPP16 / PP biaxial 100-160 1,550-2,500 Cast pp / PP turnată 150-200 2,300-3,100 HDPE (high-density polyethylene) 150-200 2,300-3,100 OPS (oriented polystyrene) 280-400 4,350-6.200 LDPE (low-density polyethylene) poor barrier 450-550 7.000-8,500

Typical WVTR barrier values / Valori tipice ale WVTR Film type WYTR.100°(30°C),), 90%. RH g/m2/day

G/100 in 2/day Biaxial-Oriented PP Good (BUN) WYTR 0.25-0.40 3.9-6.2

HDPE

0.3-0.5 4.7-7.8 Cast pp 0.6-0.7 9.3-11.0 Biax PET 1.0-1.3 16-23 LDPE 1.0-1.5 16-23 EVOH 1.4-8.0 22-124 OPS 7.0-10.0 109-155 Biax NYLON-6 Poor (SLAB) WYTR 10.0-13.0 155-202

15 Yahya Ibrahiem Mohamed Khalifa. “Effect of the Printing Remedies and Lamination Techniques on

Barrier Properties “WVTR and OTR Value” for Polypropylene Film”. EC Nutrition 5.2 (2016): 1089-1099. 16 Biaxially oriented polypropylene

Anexa 1



Page 3 of 6

Tab. A.5 Valori ale permeabilității și raportul CO2/O217

Film type Permeabilities (cc/m2/mil/dia a 1 atm)

CO2 O2 CO2:O2 ratio Polyester 180-390 52-130 3.0-3.5 Polyethylene, low density /LDPE 7,700-77,000 3,900-13,000 2.0-5.9 Polypropylene 7,700-21,000 1,300-6,400 3.3-5.9 Polystyrene 10,000-26,000 2,600-7,700 3.4-3.8 Polyvinyl chloride / PVC 4,263-8,138 620-2,248 3.6-6.9

Tab A.6 Exemple de materiale folosite pentru MAP

17 Leonora M. Mattos, Celso L. Moretti and Marcos D. Ferreira, Modified Atmosphere Packaging for

Perishable Plant Products

Anexa 1



Page 4 of 6

MATERIALE MAP

Material Properties Structures /Tehnologia structurii Uses

Polyolefins/Poliolefine

LDPE Low/Slab WVTR, High/Înalt OTR

Laminates/Laminat, extrusion coated/acoperire prin extrudere, Co – extrusion/co-extrudere

Lidding/Capac,Base Webs/Țesătură de bază, trays /tăvi

LLDPE

Good impact / rezistent la impact,tear/frecare ,tensile/rezistență la întindere ,puncture /străpungere

Laminates/Laminat, extrusion coated/acoperire prin extrudere, Co – extrusion/co-extrudere Lidding, Base web

HDPE

Superior barrier properties than above Co – extrusion Lidding

OPP Low WVTR, Low OTR Co – extrusion Lidding

COPP Low WVTR, Low OTR

Laminated/Laminat, co extusion, perforation/Perforat

Lidding,breathable films /filme de respirație

Inomers High Tack, similar to LDPE Co – extrusion Lidding

Vinyl Polymer/Polimeri vinilici

EVA

High/Înalt WVTR& OTR (higher/higher than LDPE/mai înlt decât LDPE)

Laminates, extrusion coated, Co – extrusion

Lidding,Base Webs, trays

PVC

Good gas barrier/Barieră bună pentru gaze, moderate O2 barrier /barieră moderată pentru O2

Milled and calendared /măcinat și calandrat

Thermoformed Trays /Tăvi termoformate

PVdC Outstanding Barrier properties

Extrusion coated, Co – extrusion Lidding

Anexa 1



Page 5 of 6

/Proprietăți barieră excelente

EVOH

Very high gas barrier/barieră foarte înaltă la gaze, moisture sensitive /sensibil la umezeală Co – extrusion, laminates Base webs,lidding

Styrene HIPS (a)

High tensile/rezistență la întindere înaltă, low barrier prop/proprietăți slabe de barieră. Laminate, Co -extrusion

Thermoformed Trays

Polyamide Nylon -6

Good barrier /barieră bună Laminates, extrusion coated Lidding

Polyesters PET

High Clarity /transparență înaltă Lamintes,sheet /foi

Lidding, Therformed trays (APET - PET amorf)

Others PC, ABS (Acrylonitrile butadiene styrene )/altele Policarbonați, ABS Films

Thermoformed Trays

(a) HIPS HIPS, Polistiren cu impact înalt (High Impact Polystyrene). HIPS este un material plastic cu cost redus, care este ușor de fabricat și prelucrat pe mașini. HIPS este adesea specific în structuri cu rezistență redusă atunci când sunt necesare rezistență la impact, prelucrabilitatea și costuri reduse

Membrană termo formată • -200μ UPVC/70μ LDPE • -400μ UPVC/100μ LDPE • -650μ UPVC/100μ LDPE • -400μ APET/100μ LDPE • -300μ Barex18/100μ LDPE •

18 Denumirea comercială Barex® acoperă un grup de polimeri de barieră compus din 75% acrilonitril și 25% acrilat de metil. Barex 210, utilizat în principal pentru producerea filmului, este un copolimer modificat cu butadienă. Abrevierea DIN / ISO / ASTM este AMAB pentru acrilonitril-acrilat de metil-butadien

Anexa 1



Page 6 of 6

Pe lângă acestea, există unele specificații pe bază de PS/ EVOH / LDPE și procente mai mici de APET / EVOH / PE. Închidere etanșă laminată -15μ poliester-PVdC/60μ LDPE/ acoperit -12μ poliester-PVdC/ PE co extrudată -15μ PA (nylon) orientat / 60μ LDPE -21μ acoperit co extrudat PP/50μ LDPE

Anexa 2 Mașini pentru MAP


UNIT 11: Ambalaje cu atmosferă modificată Anexa 2 Mașini pentru MAP

Page 1 of 5

Fig A2.1 Mașină termoformare19 (Multivac R230 thermoform fill seal machine) Fig A2.2 Detaliu intrare plastic

19 RICHARD COLES, DEREK MCDOWELL, MARK J. KIRWAN FOOD PACKAGING TECHNOLOGY, Blackwell Publishing Ltd, 2003




Page 2 of 5

Fig A 2.3 Detaliu termoformare tăvi Fig A2.4 Detaliu ramă lipire etanșare la cald




Page 3 of 5

Fig A2.520 Schema mașinii de ambalat prin termoformare, cu vacuum compensat, alimentată din două bobine de film. O peliculă interioară termoformabilă (1) este formată într-o matriță (2). Produsul alimentar este plasat în această tavă și este acoperit de un film superior (3). Este creat un vacuum (5) în tavă și datorită lui intră amestecul de gaz (chiar înainte ca filmul superior să fie închis prin lipire la cald).

20 WITT prospect, Modified Atmosphere Packaging (MAP) in the food industry - LMMappe_UK_30722




Page 4 of 5

Fig A2.6 Mașina VFFS Fig A2.7 Partea de jos, de sus și de tăiere.




Page 5 of 5

Unitatea de etanșare, la baza tubului de formare, conține patru bare de etanșare. Cele două fălci de etanșare inferioare formează cusătura superioară a sacului care tocmai a fost umplut. În același timp, cele două fălci superioare sunt mai aproape deformând tubul din cusatura inferioară a pungii următoare. Lama care taie și separă ambele pungi este situată între cele două seturi de fălci de etanșare. Materialul de film este comprimat împreună și încălzit de fălcile de etanșare.

Fig A 2.8. Mixer de gaze WITT pentru 3 gaze, pentru MAP21 Avantaje ale mixerelor de gaze: · Flexibil - Orice amestec de gaz poate fi obținut cu mixere cu gaz în locații corespunzătoare. · Cheltuieli mici de instalare · Probele specifice produsului pot fi efectuate în interiorul companiei. · Economisiri ale costurilor cu gazele. · 1 mixer în loc de mai multe butelii diferite pentru pre - amestecare. · Dispare necesitatea manipulării buteliilor

21 http://www.wittgas.com/products/gas-mixers/food-technology.html

ecodesign-ul ambalajelor pentru alimente

Documents