Reducción del desperdicio de alimentos perecederos a través de la innovación en tecnologías de envasado.

1. Reducción del desperdicio de alimentos
perecederos a través de la innovación en
tecnologías de envasado.
Carlos Enguix
Resp. Dto. Tecnologías del Envase de ainia
Jornada: “La innovación al servicio de la lucha contra el
desperdicio de alimentos: nuevos sistemas de packaging y de
conservación de productos perecederos”
Ministerio de Agricultura,
Alimentación y Medio Ambiente
Madrid, 24 Noviembre de 2014
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3. www.ainia.es #ainiainnovacion 3

4. SOLUCIONES QUE OFRECE AINIA EN REDUCCIÓN DE
DESPERDICIO DE ALIMENTOS
• Vida Útil
• Desarrollo de Envases
• Producción
• Control de Calidad
• Logística y Transporte
• Cadena de valor eficiente: Sistemas digitales, técnicas “lean”
• Innovación social: Basados en TIC y estudios con consumidores
• Valorización de desperdicios
•Reutilización
•Reciclaje
•Valorización
•Conceptos integrados: Modelo de biorefinería
• Auditorias sobre pérdidas y desperdicio
• Huella ambiental
• Aspectos Legislativos y Normativos
• Formación
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5. IMPORTANCIA DEL ENVASADO EN LA REDUCCIÓN DEL
DESPERDICIO DE ALIMENTOS (I).
Fuente: FAO Global Food Loses and Food Waste. FAO. Interpack 2011. Dusseldorff – Germany
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6. IMPORTANCIA DEL ENVASADO EN LA REDUCCIÓN DEL
DESPERDICIO DE ALIMENTOS (II)
FAO ha identificado el envasado como uno de los elementos clave
para reducir el desperdicio de alimentos.
Fuente: FAO. Packaging solutions for reducing food waste along the value chain.
Appropriate food packaging solutions for developing countries.
Interpack 2011. Dusseldorff – Germany
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7. CONCEPTOS DE VIDA UTIL
• Fecha hasta la que el alimento mantiene sus condiciones óptimas (“Consumir
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preferentemente antes de ..”).
• Si se comprometen las características microbiológicas, incluso representando un peligro
para la salud humana: “Fecha de caducidad”, indicando la fecha hasta la que es un
alimento seguro.
¾ AGENTES DE DETERIORO:
- Oxidación de grasas y
aceites.
- Cambios en pigmentos
- Destrucción de vitaminas
- Aceleración de reacciones
químicas
- Degradación sensorial y
nutricional
Luz
- Crecimiento microbiano
- Oxidación de grasas y aceites
- Destrucción de ciertas vitaminas
- Cambios en pigmentos
- Crecimiento microbiano
- Efectos sobre textura:
Ö Productos húmedos:
- Deshidratación superficial
Oxígeno
Humedad
Tiempo/Temperatura

8. TRANSFERENCIA DE COMPONENTES ENVASE/ALIMENTO/ENTORNO
Aditivos
Envase
Migración
proteinas
compuestos volátiles (aromas)
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Entorno
Radiaciones:
- luz natural
- luz artificial
Gases permeantes:
- CO2
- O2
- N2.
Vapores (agua, aromas)
Microorganismos
Macroorganismos
Alimento
Compuestos
residuales de la
polymerización
Tintas
impresión
carbohidratos
agua
lípidos
pigmentos
vitaminas
enzimas
Permeabilidad
Sorción
Permeabilidad
Permeabilidad

9. SOLUCIONES EN REDUCCION DE DESPERDICIO DE ALIMENTOS
A TRAVÉS DE INNOVACIÓN EN TECNOLOGÍAS DE ENVASADO
•Materiales barrera, atmósferas de envasado y sistemas de envasado.
•Sistemas para asegurar la integridad del sellado de envases.
•Envases activos (biocidas, antioxidantes, absorbedores de oxigeno, de humedad ,
de etileno…) para aumentar vida útil.
•Envases inteligentes que indiquen la frescura, estado de conservación…
•Desarrollo de envases re-cerrables que permiten mantener en mejores
condiciones los productos que no se consumen de una sola vez.
•Desarrollo de envases más adecuados a requerimientos de productos y hábitos
de los consumidores: porciones más pequeñas, fácil de usar, extracción 100 %...
•Diseño de envases más resistentes que eviten la aparición de defectos por
daños mecánicos durante la distribución.
•Mejora de la logística y transporte, evitar defectos. Mejorar refrigeración.
•Soluciones sostenibles
•Cumplimiento de la legislación
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10. AUMENTO DE LA VIDA ÚTIL MEDIANTE MATERIALES BARRERA
Los materiales de
envase permiten
aumentar la vida útil de
los alimentos y reducir
el desperdicio de
alimentos
Los materiales complejos
son difíciles de reciclar
para volver a utilizar sus
componentes de valor
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11. AUMENTO DE LA VIDA ÚTIL MEDIANTE MATERIALES BARRERA
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Polímeros de
termosellado
Capa interna
Materiales
barrera
Capa media
Materiales
estructurales
Capa externa
Interior
alimento
LDPE
HDPE
LLDPE
PP
EVA
Ionómero
Adhesivo
EVOH
PVdC
PA
PET
SiOx
AlOx
Adhesivo
PVC
PS
PET
PP
PE
Exterior
aire atm.
EXPEO 1
Uso de micro y nano-partículas
para mejorar:
•Propiedades Barrera
•Propiedades Mecánicas
•Propiedades Térmicas

12. SELECCIÓN DE MATERIALES VS PROCESO PRODUCTO
Factores que afectan las propiedades barrera de un material multicapa.
Tratamientos térmicos
X 10-20 OTR a 30 minutos
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13. AUMENTO DE VIDA ÚTIL A TRAVÉS DEL USO DE VACÍO Y MAP
- Extracción del aire que se
reemplaza por una mezcla de
gases y sellado.
- La concentración de gases que se
selecciona evoluciona con el
tiempo de almacenamiento.
¾ ENVASADO A VACÍO
- Extracción del aire y sellado
- Permeación de oxígeno durante
el tiempo de almacenamiento
OBJETIVOS
- Prevenir el crecimiento de microorganismos.
- Reducción cinética de las reacciones (oxidación).
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¾ ENVASADO MAP
RESULTADOS en función de:
- Propiedades barrera de los materiales (Gases, humedad, aromas)
- Adecuado sellado y materiales que evitan perforaciones (Integridad)
- Adecuación de los materiales a los procesos y a las condiciones de
distribución (tratamientos térmicos, luz, temperatura, humedad)

14. SIMULACION DEL COMPORTAMIENTO DE LA ATMOSFERA EN
EL INTERIOR DE UN ENVASE
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120 0
100
80
60
40
20
0
40
80
120
160
200
240
280
320
360
400
440
480
Tiempo (días)
Presiones de gases (%)
PO2
PCO2
PN2
Pres. Total
Datos utilizados
•Superficie
•Espesores de cada
capa
•Permeabilidades de
cada material
•Uso de absorbedores
•Composición MAP
•Relación espacio de
cabeza vs. cantidad de
producto
•Temperatura
Almacenamiento
•Humedad Relativa
•Comportamiento del
producto
20
15
10
5
0
0
40
80
120
160
200
240
280
320
360
400
440
480
Tiempo (días)
Oxígeno Pres. Parcial (%)
O2 Total
O2 Zona1
O2 Zona2
O2 Zona3
O2 Zona4
O2 Zona5
O2 Zona6
O2 Zona7

15. SELECCIÓN DE MATERIALES VS PROCESO PRODUCTO
Factores que pueden afectar las propiedades barrera de un material de
envase. Termoformado
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16. REDUCCIÓN DE DEFECTOS POR PÉRDIDA DE INTEGRIDAD DEL
ENVASE (I)
Defecto de sellado Rotura por punción Defectos de formado
•Materiales que sellan mejor incluso en zonas contaminadas
•Sistemas de inspección de la soldadura
•Materiales con mayor resistencia a la perforación
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17. REDUCCIÓN DE DEFECTOS POR PÉRDIDA INTEGRIDAD DEL
ENVASE (II)
Terpalex®/EVOH/Terpalex® PE 90 μm PA/EVOH/PA/PE 90 μmμ
Mayor transparencia
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Terpalex® vs poliamidas usuales
Mejor termoformado
Mayor resistencia a la perforación

18. SISTEMAS DE ENVASE RECERRABLES
Envase recerrable. Fuente Bemis
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19. SISTEMAS DE ENVASE VS REQUERIMIENTOS DE PRODUCTO Y
CONSUMIDOR
Estamos desarrollando soluciones que permiten aprovechar más de un 10 %
adicional de producto.
Un ejemplo de una solución que va a salir al mercado.
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mintel.com
Fuente: www.liquiglide.com

20. MATERIALES ACTIVOS E INTELIGENTES. CONCEPTOS.
REGLAMENTO CE 450/2009
• Materiales y objetos activos en contacto con alimentos:
• «materiales y objetos inteligentes en contacto con alimentos»:
• Controlan el estado de los alimentos envasados o el entorno de éstos
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• FUNCION:
•ampliar el tiempo de conservación.
•mantener o mejorar el estado de los alimentos envasados.
• ¿CÓMO?
•transmiten sustancias a los alimentos envasados o a su entorno.
•absorben sustancias de los alimentos envasados o del entorno.
Fuente: BASF - The Chemical Company, 2007 Fuente: www.onvu.net

21. ENVASES ACTIVOS QUE LIBERAN ANTIOXIDANTES, BIOCIDAS…(I)
Envasado en MAP/5°C
Aire
Vacío
CO2/N2/O2 (40:30:30)
CO2/N2 (80:20)
CO2 (100)
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Carne de ternera
(filetes de 8 mm)
EO orégano
Aspectos más relevantes:
• Efecto combinado de MAP + EO orégano.
• El incremento de CO2 extiende la vida útil del alimento.
• EO orégano interfiere con el desarrollo y el metabolismo de los microorganismos.
• No se ven afectadas las características organolépticas.
• Tiempo necesario para alcanzar 107 ufc/g:
- CO2
/N2/O2 : 9 días vs 6 días sin EO orégano
- CO2
: 18 días vs 15 días sin EO orégano
Fuente: Skandamis y Nychas., 2002

22. ENVASES ACTIVOS QUE LIBERAN ANTIOXIDANTES, BIOCIDAS…(II)
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Uva de mesa
Ensayos “in vivo”
Carvacrol
(componente de EO orégano y tomillo (50‐86%)
0.0‐1.0 mL/L envase
Inoculación con Botrytis cinerea (Challenge test)
4 días/25°C
Inhibición de B. cinerea
sólo con la máxima
concentración (1.0 mL/L)
Cultivo de
Botrytis
cinerea
Carvacrol
(componente de EO orégano y tomillo (50‐86%)
0.0‐1.0 mL/L envase
4‐7 días/25°C
Inhibición de B. cinerea
desde la mínima
concentración (0.05 mL/L)
Ensayos “in vitro”
Martínez-Romero et al., 2007

23. ENVASES ACTIVOS CON ABSORBEDORES DE ETILENO, OXÍGENO, …
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24. Desarrollo GENERACION de DE envases ENVASES activos con ACTIVOS EN EL antioxidantes PROPIO naturales (3/5)
MATERIAL DE
ENVASE
Compound
procedimientos de obtención:
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Recubrimiento
formulado
Polímero
base
Matriz de
recubrimiento
Proceso de
recubrimiento
Material con recubrimiento activo
Extrusión
+
Film activo
Sustancia
activa
Disolución
Sustancia
activa +
Recubrimiento
por extrusión
Extrusión
Laminación
Sustancia
activa
Adición
Soporte
inerte
Incorporación
dentro del
envase

25. Fuente: Smart and Active Packaging to Reduce Food Waste, Paul
LeGood, Corus, Andrew Clarke, NAMTEC, 7th November 2006
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ENVASES INTELIGENTES
Fuente: www.onvu.net
Fuente: http://sillero.wordpress.com

26. DISEÑO DE ENVASES UTILIZANDO HERRAMIENTAS CAD/CAE (II)
Preparación del modelo
Simulación de
esfuerzos
Caracterización material
Condiciones de contorno
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Simulación

27. DISEÑO DE ENVASES UTILIZANDO HERRAMIENTAS CAD/CAE (III)
Preparación del modelo
Caracterización material
Condiciones de contorno
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Simulación de
proceso de formado
Simulación

28. OPTIMIZACION DE EMBALAJES, TIEMPOS DE ENFRIAMIENTO DE
MERCANCIAS Y Algunas LOGISTICA
definiciones importantes
Fuente http://postharvest.ucdavis.edu
¾Mercancías con agrupamientos más resistentes que eviten defectos durante
la distribución.
¾Rediseñar el envase para maximizar el número de envases por palet.
¾Optimizar la carga del contenedor o camión.
¾Racionalizar y reducir tamaños de cajas.
¾Reducir los costes de almacenamiento, transporte y materiales.
¾Mejorar tiempos de enfriamiento (permite incrementar vida útil)
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29. ENVASES SOSTENIBLES Y ECOEFICIENTES Ejemplo envase PS
Algunas definiciones importantes
Fuente de
emisión
Material de
envase
Transporte
envase
% de emisiones
67%
7%
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costes impacto
ambiental
beneficio
sociedad
envases sostenibles y ecoeficientes
Termoformado
26%

30. •Mejoras de procesos
•Vida útil
Microbiología
Química, Físico-química
Sensorial Sistemas de inspección y control
Automatización y robotización
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•Nuevos materiales:
Recubrimientos, Bio-polímeros y
derivados de fuentes renovables,
Nanotecnología, Mejores
propiedades (barrera, ópticas…)
Envases y producto:
Integración
•Consumidor
•Distribución
•Legislación
•Economía
•Bienestar
•Coste/Beneficio
•Seguridad
•Medio Ambiente
•Estudios de sostenibilidad
ecoeficiencia e impacto ambiental
•Análisis de costes y viabilidad
Legislación, Alertas y etiquetado
Sistemas de
comunicación e información
•Reguladores •Resultado
•Diseños mediante CAD/CAE
•Optimización dimensional, logística
•Envases activos e inteligentes
•Desarrollo de producto
•Tratamientos de conservación
•Microencapsulación
•Impregnación/Extracción
•Sistemas de envasado
Certificación (BRC…)
Difusión de novedades tecnológicas
www.guiaenvase.com

31. CONCLUSIONES
• Con tecnologías de envase es posible alargar la vida útil y la
Algunas definiciones importantes
seguridad de los productos envasados, y por tanto reducir el
desperdicio de alimentos.
• Es posible también desarrollar envases más adecuados a los
requerimientos de productos y consumidores: facilidad de
consumo y/o preparación, extracción, re-cerrabilidad.
• Además de la vida útil con tecnologías de envase se pueden reducir
las mermas por defectos producidos por el almacenamiento,
transporte y distribución de los productos.
• Es importante conocer bien cada producto para desarrollar una
solución de envase a medida.
• Además hay que desarrollar nuevas formas de envasado más
sostenibles combinando aspectos ambientales, beneficios para la
sociedad y aspectos económicos.
• Dado que la fase de consumo es en la que se produce mayor
desperdicio de alimentos es importante también educar a los
consumidores.
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32. Muchas gracias por su atención
Carlos Enguix Nicolás
625157774
cenguix@ainia.es
es.linkedin.com/in/carlosenguix/
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