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Estado del arte en innovación en envase de plástico alimentario

Zaragoza 2 de diciembre 2009Foro tecnológico y empresarial:

Nuevos desarrollos en envase plástico alimentario

Sergio Giménez (sgimenez@aimplas.es)Responsable de la Línea de Envases

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PRESENTACIÓN DE AIMPLASPERO, ¿INNOVAMOS?ESTADO DEL ARTE

Innovación en nuevos materialesInnovación en procesosInnovación en seguridad alimentariaInnovación en materiales biodegradablesInnovación en envase activo

INDICE

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PRESENTACIÓN DE AIMPLAS

PLANTA PILOTOTERMOESTABLES

FORMACIÓN

LABORATORIOS

INFORMACIÓNGESTION I+D+i

ADMINISTRACIÓN

PLANTA PILOTOTERMOPLÁSTICOS

420 empresas asociadas100 Profesionales

20 años innovando!!!!!

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PRESENTACIÓN DE AIMPLASPERO, ¿INNOVAMOS?ESTADO DEL ARTE

Innovación en nuevos materialesInnovación en procesosInnovación en seguridad alimentariaInnovación en materiales biodegradablesInnovación en envase activo

INDICE

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PERO, ¿INNOVAMOS?

Empresas transformadoras de materiales plásticos

7.31% de las empresas >50 trabajadores

http://www.observatorioplastico.com/mercado/generador.php?pag=inicio.php

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PERO, ¿INNOVAMOS?

Porcentaje medio de ventas de empresas transformadoras por sectores

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Solo 1 de cada 3 empresas considera que la I+D+i es un factor clave para el desarrollo de la empresa

PERO, ¿INNOVAMOS?

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El 80% invierte menos de 100.000 euros en I+D+i

El 25% invierte más de un 5% en I+D+i

PERO, ¿INNOVAMOS?

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PERO, ¿INNOVAMOS?

El 68.7% de las empresas innova!!!

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PERO, ¿INNOVAMOS?

Dificultades a la hora de innovar:

El tema económico, el mayor problemaLa burocracia, tampoco ayuda

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Y la crisis ¿ayuda?

Medidas para afrontar la crisis

PERO, ¿INNOVAMOS?

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PRESENTACIÓN DE AIMPLASPERO, ¿INNOVAMOS?ESTADO DEL ARTE

Innovación en nuevos materialesInnovación en procesosInnovación en seguridad alimentariaInnovación en materiales biodegradablesInnovación en envase activo

INDICE

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• ESTADO DEL ARTE.– Nuevas tendencias que:

• Innovadoras.• Recientes.• Aplicadas, productos comerciales.• Próximas y accesibles.• Facilidad de incorporación.• Puedan suponer una oportunidad de negocio.

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Desarrollo ymejora deprocesos

Desarrollo deenvasesactivos

Desarrollo deenvases

biodegradables

Seguridadalimentaria en envases

plásticos

Desarrollo denuevos

materiales

SOSTENIBILIDAD

AUMENTO VIDA UTIL Y SEGURIDAD

ERGONOMIA

COMPETITIVIDAD: PRECIO

ESTADO DEL ARTE: INNOVACIÓN EN ENVASES

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Desarrollo denuevos

materiales

• Desarrollo de nuevos grados de materiales• Sustitución de otros materiales (envases de vidrio y metal) por plástico.• Uso de materiales plásticos reciclados.•Mejora de propiedades en materiales tradicionales mediante la modificación física.•Empleo de nanocargas en envase plásticos para la mejora de propiedades mecánicas, térmicas y barrera.

Materiales y mejora de procesos para la obtención de envases plásticos.

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Desarrollo de nuevos grados de PE y PP y copolímerosmediante catalizadores metalocénicos

DESARROLLO DE NUEVOS MATERIALES

Nuevos PMDistribución de PM

PlastómerosCopolímeros

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Mejoras en PE y PP mediante Interpolímeros (PE-PP) y PP ramificado

DESARROLLO DE NUEVOS MATERIALES

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DESARROLLO DE NUEVOS MATERIALES

CoplímerosMateriales para el sellado: Copolíemros de etileno

(Ionónmeros, acrílicos, EVA, etc)

Copolímeros, peso molecular y aditivación en polimerización

Novapet: Nuevos grados de PET

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O2

O2

Film

Montmorilloniteclay platelets

Uso de nanoarcillas en polimerización PA

DESARROLLO DE NUEVOS MATERIALES

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DESARROLLO DE NUEVOS MATERIALES

Uso de nanoarcillas en compound/mezcla.

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Desarrollo ymejora deprocesos

• Desarrollo y optimización de estructuras multicapa para alargar la vida útil de los alimentos.

Desarrollo y mejora de procesos

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Presente Futuro

Co-extrusión y laminación

DESARROLLO Y MEJORA DE PROCESOS

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Co-extrusión y laminación

DESARROLLO Y MEJORA DE PROCESOS

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Co-inyección: bandejas

DESARROLLO Y MEJORA DE PROCESOS

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DESARROLLO Y MEJORA DE PROCESOS

Co-inyección: Obtención de botellas de PET para lacteos.

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Seguridadalimentaria en

envasesplásticos

• Desarrollo de métodos analíticos de migración de sustancias.• Estudios de control y minimización de migración de sustancias.• Plástico reciclado para uso alimentario.• Incorporación de etiquetas inteligentes indicadores del estado del producto.

Seguridad alimentaria en envases plásticos.

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Análisis de monómeros

Análisis de aditivos

Análisis de sustancias no

añadidasintencionadamente

Normativa bastantecompleta

Normativa incompleta aunque existen procedimientos

Ausencia de normativay procedimientos

SEGURIDAD ALIMENTARIA EN ENVASES PLASTICOS

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CH2

NCO

OCN OH2 CH2

OCN

NH

O

OHCH2

OCN

NH2

- CO2

ácido carbámicoMDI

NCO

OCNCH3

NCOOCNCH3

NCOOCN

TDIMDI

SEGURIDAD ALIMENTARIA EN ENVASES PLASTICOS

Control y optimización de las variables que afectan a la migración de aminas aromáticas primarias (AAPs) en films multilaminados para uso alimentario.

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Proyecto: FACET (http://www.ucd.ie/facet/)

Proyecto: MIGRESIVES (http://www.migresives.eu/index.php)

Flavourings, Additives andfood Contact materials

Exposure Task

SEGURIDAD ALIMENTARIA EN ENVASES PLASTICOS

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Envase inteligente

Indicadores Químicos Indicadores Físicos Indicadores Electrónicos

- Indicadores de fuga

- Indicadores de frescura- Indicadores Tiempo-Tª

- Indicadores de golpes

- Tintas Inteligentes

- Dispositivos RFID

- Tintas conductoras

SEGURIDAD ALIMENTARIA EN ENVASES PLASTICOS

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Indicadores tiempo-temperatura

Indicadores de madurez

Indicadores de oxígenoTintas inteligentes

SEGURIDAD ALIMENTARIA EN ENVASES PLASTICOS

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Desarrollo deEnvases

biodegradables

• Desarrollo de envases biodegradables alternativos a los materiales tradicionales.• Combinación de materiales para la mejora de propiedades: Estructuras multicapa y mezclas.• Recubrimientos naturales en materiales biodegradables.• Uso de aditivos para la mejora de propiedades.

Desarrollo de envases biodegradables.

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OR

IGE

N

RE

NO

VA

BL

E

BIODEGRADABLE

OR

IGE

N N

O

RE

NO

VA

BL

E

NO BIODEGRADABLE

Ejemplos:

Almidón, PHAs, PLA, etc.

Ejemplos:

Alcohol polivinílico, poliésteres sintéticos

(PBS, PBAT, PTT,etc)

Ejemplos:

PA 11 Rilsan® (Arkema), Polietileno ecológico a partir de caña de azúcar

(Braskem), etc.

Ejemplos:

Polímeros convencionales (PP, PE,

PET, etc)

DESARROLLO DE ENVASES BIODEGRADABLES

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OR

IGE

N

RE

NO

VA

BL

E

BIODEGRADABLE

OR

IGE

N N

O

RE

NO

VA

BL

E

NO BIODEGRADABLE

Ejemplos:

Almidón, PHAs, PLA, etc.

Ejemplos:

Alcohol polivinílico, poliésteres sintéticos

(PBS, PBAT, PTT,etc)

Ejemplos:

PA 11 Rilsan® (Arkema), Polietileno ecológico a partir de caña de azúcar

(Braskem), etc.

Ejemplos:

Polímeros convencionales (PP, PE,

PET, etc)

BIOPLÁSTICOS

DESARROLLO DE ENVASES BIODEGRADABLES

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NUEVOS MATERIALES

ADITIVOS

COMBINACIONES ENTRE MATERIALES

Ultimas tendencias: MEJORA DE PROPIEDADES

DESARROLLO DE ENVASES BIODEGRADABLES

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- Excelentes propiedades barrera a O2 en condiciones de baja HR. (O2TR al 0 % HR: 200 veces mejor que el EVOH)

- Presentado en Abril 2009.

• Nichigo G- Polymer®, de Soarus LLC (EEUU) (filial de Nippon Gohsei, Japón)(www.soarus.com)

DESARROLLO DE ENVASES BIODEGRADABLES: NUEVOS MATERIALES

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• NatureFlex™ NK de Innovia Films (www.innoviafilms.com)

- Basado en celulosa.

- Lanzado en Diciembre de 2008.

- Propiedades de alta barrera a H2O(v) y O2

DESARROLLO DE ENVASES BIODEGRADABLES: NUEVOS MATERIALES

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- Planta para producción de 5000 t/año de PLA espumado (EPLA): Holanda, finales de 2009

- APLICACIONES: Sustitución del poliestireno expandido (EPS)

BIOFOAM®: Joint Venture Purac – SulzerChemtec (www.biofoam.nl)

DESARROLLO DE ENVASES BIODEGRADABLES: NUEVOS MATERIALES

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• Biomax® Strong- Aditivo para PLA

- Modifica la resistencia a impacto, flexibilidad y viscosidad

- Mejora el comportamiento del PLA, sobre todo para aplicaciones rígidas, como termoconformado.

- Existen grados aptos para uso alimentario

DUPONT (http://www2.dupont.com/Biomax/en_US)

DESARROLLO DE ENVASES BIODEGRADABLES: ADITIVOS

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• Biomax® Thermal 300 (Sept. 2008)

DUPONT (http://www2.dupont.com/Biomax/en_US)

- Modificador estabilizante al calor.

- Se añade en porcentaje entre 2 y 4 %.

- Eleva la estabilidad dimensional de los materiales PLA para envases a temperaturas de hasta 95º C.

- Permite que los envases PLA termoconformado soporten temperaturas elevadas durante su transporte, almacenamiento y utilización.

Con 2 % BiomaxThermal

Sin aditivo

DESARROLLO DE ENVASES BIODEGRADABLES: ADITIVOS

Bandeja expuesta a 70ºC durante 1 hora

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Algunos otros proveedores de aditivos comercialespara materiales biodegradables:

POLYONE (www.polyone.com)

SUKANO (www.sukano.com)

DANISCO (www.danisco.com)

ROHM AND HAAS COMPANY (www.rohmhaas.com)

POLYVEL (www.polyvel.com)

DESARROLLO DE ENVASES BIODEGRADABLES: ADITIVOS

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• NatureFlex™, de Innovia Films (www.innoviafilms.com)Envase de cereales Jordans

- Laminado impreso biodegradable, que sustituye al laminado convencional OPP/PE.

- Desarrollo conjunto de varios fabricantes, llevado a cabo por Alcan Packaging (Dublin).

- Capa externa impresa: NatureFlex™ NE30.

- Capa interna: Mater-Bi.

FILMS MULTICAPA

DESARROLLO DE ENVASES BIODEGRADABLES: COMBINACIÓN DE MATERIALES

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• Dri-Fresh® Resolve de BioPak (www.biopak.com.au)

Absorbente para bandejas de carne

- Capa de almidón de maíz laminada térmicamente a una capa absorbente de celulosa.

- Totalmente compostable.

DESARROLLO DE ENVASES BIODEGRADABLES: COMBINACIÓN DE MATERIALES

FILMS MULTICAPA

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• Ceramis® - PLA-SiOx , de AlcanPackaging (www.ceramis.com)

- Desarrollo conjunto con Maag(www.maag.de) de un laminado con alta barrera a O2, H2O (v) y aromas.

- Triple capa:

1) Ceramis® - PLA-SiOx

2) NatureFlex® (Celulosa)

3) MaterBi ® (Almidón)

DESARROLLO DE ENVASES BIODEGRADABLES: COMBINACIÓN DE MATERIALES

FILMS MULTICAPA

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• Polybio®, de Polyfilms (www.polyfilms.eu )- Filmes y laminados de PLA biorientado

- Triple capa: PLA modificado / PLA / PLA modificado

- Existen grados de alta barrera tanto transparentes como opacos (p.e. Polybio® OXA: Barrera a O2, Polybio® IOX: Barrera a O2 y a H2O (v))

DESARROLLO DE ENVASES BIODEGRADABLES: COMBINACIÓN DE MATERIALES

FILMS MULTICAPA

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• Nature Plus THD2 de Amcor Flexibles (www.amcor.com)- Desarrollado por Amcor y Flextrus para Sainsbury

(Envase para ensalada SO Organic)

- Film de celulosa (NatureFlex de Innovia Films) + Capa compostable de desarrollo propio

- Mejora la sensibilidad a la humedad de la capa de celulosa

- Permite un comportamiento en sellado similar al de laminados PET/PE

- No se requiere capa de adhesivo

FILMS MULTICAPA

DESARROLLO DE ENVASES BIODEGRADABLES: COMBINACIÓN DE MATERIALES

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• PLA Cheese Pack de Coopbox (www.coopbox.it)

- Desarrollado para Mauri (fabricante italiano de queso)

- Consigue mantener la concentración de oxígeno requerida por el Gorgonzola para preservar su calidad.

- Bandeja termoconformada PLA + Film pelable PLA

COMBINACIONES DE MATERIALES

DESARROLLO DE ENVASES BIODEGRADABLES: COMBINACIÓN DE MATERIALES

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• Toyo Seikan Kaisha, Ltd. (www.toyo-seikan.co.jp)

EcoSield: Botella totalmente biodegradable:

- Botella: PLA

- Etiqueta: PLA retractilable

- Tapón: PLA/PBSU con liner y capa interna de PLA/PBTA

EcoSield WO: Botella totalmente biodegradable con alta barrera a O2 y H2O(v)

- En desarrollo

COMBINACIONES DE MATERIALES

DESARROLLO DE ENVASES BIODEGRADABLES: COMBINACIÓN DE MATERIALES

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Desarrollo desistemas paraenvase activo

- Desarrollo de envases con absorbedores: scavengers de oxígeno, etileno, aromas, etc- Desarrollo de envases con emisores: antimicrobianos, antioxidantes, etc,

- Otros sistemas de envase activo: susceptores metálicos, filtros UV, etc.

Desarrollo de sistemas para envase activo

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Envases activos

Actúan sobre la Temperatura Modifican la composición del espacio de cabeza Modifican la composición

del alimento

- Absorbentes de Microondas (Susceptors)

- Sistemas Auto-Calentamiento

- Sistemas Auto-Enfriamiento

-Absorbentes (Scavengers)

- O2, H2O, Etileno, CO2

-Emisores

- CO2, Etanol

-Reguladores

- H2O, Permeabilidad, Gases

- Antimicrobianos

- Antioxidantes

- Enzimaticos

- Absorbentes de olores y sabores

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• Aplicación del componente activo:

– En el interior del envase: bolsas, sobres o etiquetas.

– Incluido en el material de envase: en el film o como recubrimientos. (recubrimientos naturales)

ENVASES ACTIVOS

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• Aplicaciones en el interior del envase:

ENVASES ACTIVOS

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Recubrimiento: Baño o dispersión.

Incorporación en envase: Compound.

ALIMENTO

ALIMENTO

ENVASES ACTIVOS

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• Incluidos en el material de envase.

ENVASES ACTIVOS

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Recubrimientos, antioxidantes y antimicrobianos.

ENVASES ACTIVOS

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ACTIVEPACK: Desarrollo de envases activos con propiedades antioxidantes que evitenla degradación de los compuestos grasos de los alimentos procesados.

EVOH

PP

EVOH

PP

Original concept Tray final design 0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

2,2

2,4

Inicial Día 5 Día 10 Día 15 Día 20 Día 25 Día 30 Día 35 Día 40 Día 45 Día 50

Timescale (days)%

Oxy

gen

Packaging 3%O2 Scavenger

Packaging 5%O2 Scavenger

Packaging10% O2Scavenger

Compound/Mezcla

ENVASES ACTIVOS

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Permeabilidad dependiente de la temperatura en envases flexibles.

ENVASES ACTIVOS

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Muchas Gracias

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