Ingeniería de Packaging Alimentario: Materiales, Diseño y Sostenibilidad

Introducción al Packaging

El packaging engloba el envase y el embalaje, pero además conlleva comunicación comercial en el envoltorio.

Clasificación de Envases

  • Según Material: Flexible, rígido, semirrígido, activo o pasivo.
  • Según Tipo de Mercado: Productos gancho, complementarios, innovadores.

Funciones del Packaging

  • Continente
  • Seguridad
  • Información
  • Conservación
  • Publicidad

Elementos Clave

  • Estética: Logo de la marca, capacidad comunicativa esencial.
  • Diseño: Diferencia un producto de otro.
  • Comercio y Distribución: Fabricante produce y distribuye a almacenistas para llegar a los comercios.
  • Publicidad: Evoluciona con posibilidades gráficas.
  • Empresa: Cabeza visible del producto, con ánimo de lucro.
  • Sostenibilidad: Relación con el medio ambiente.

Historia y Evolución de los Envases

La historia del packaging comienza con la existencia del ser humano y el comercio con oriente. Inicialmente, los alimentos se acumulaban en envases para asegurar el suministro en tiempos de escasez. El descubrimiento del fuego llevó a la creación de la cerámica, utilizada tanto para cocinar como para almacenar. Con la cerámica surgieron las ánforas y vasijas, que incorporaban principios de ergonomía y funcionalidad. La Revolución Industrial impulsó la necesidad de distribuir más alimentos a la población, dando lugar al uso de barriles y envases de vidrio. Los envases se han adaptado continuamente a los avances tecnológicos y a las necesidades sociales.

Tipos de Envases

  • Según Material: Rígido, semirrígido y flexible.
  • Según Tecnología:
    • Activo: Interactúa con el producto para mejorar su calidad o seguridad. Puede ser un sistema alimento-envase-entorno que actúa para mejorar la calidad del alimento y su vida útil.
    • Pasivo: Actúa como barrera pasiva contra el medio ambiente.

Ecodiseño de Envases

El ecodiseño es el conjunto de acciones destinadas a mejorar ambiental y sosteniblemente un producto, considerando desde su creación y fabricación hasta la gestión de sus residuos.

Ventajas del Ecodiseño

  • Reducción de costes e impacto medioambiental.
  • Aumento de la competitividad.
  • Explotación de resultados mediante marketing verde.
  • Sensibilización de la sociedad y mejora de la imagen de la marca.

Ciclo de Vida del Producto

  1. Extracción de materias primas y procesado.
  2. Fabricación del envase.
  3. Envasado del producto.
  4. Distribución.
  5. Venta.
  6. Uso y eliminación.

Actores Involucrados

  • Administraciones públicas.
  • Empresas.
  • Consumidores.

Legislación Ambiental

  • DAE (Declaración Ambiental de Envases).
  • Planes empresariales de prevención.
  • Gestión de residuos.
  • Límites de concentración de metales pesados.
  • Marcado e identificación de envases.

Envases Alimentarios: Reglamento 2023/2006

Reglamento del Parlamento Europeo y del Consejo sobre las buenas prácticas de fabricación de materiales y objetos destinados a entrar en contacto con alimentos.

Reglamento 1925/2004

Define las directrices generales sobre materiales y artículos destinados a entrar en contacto con alimentos.

Principios Clave

  • Principio de Inercia: Todo debe estar fabricado en conformidad con las prácticas de fabricación para que no transfieran sus componentes a los alimentos en cantidades peligrosas para la salud.
  • Principio de Seguridad: Correctamente etiquetados con el fin de informar y garantizar la seguridad y protección de los consumidores, incluyendo: validez del producto, persona responsable de fabricación, instrucciones y procedencia.

Consejos Prácticos para el Ecodiseño

La clasificación se realiza mediante máquinas infrarrojas. Materiales fuertemente coloreados absorben más luz y dificultan el trabajo. Las etiquetas ralentizan el proceso. Los tapones que no se desprenden o se introducen en el recipiente dificultan el reciclaje. Las tapas metálicas catalizan la oxidación del polímero. Restos de aluminio en el tanque de lavado pueden contaminar el material reciclado.

Recomendaciones

  • Color: Cantidad mínima de tintes.
  • Desperdicios: Cuello más bajo y ancho para asegurar el vaciado, envases que se puedan colocar boca abajo.
  • Adhesivos no adherentes.
  • Sistema de cierre: Desechar tapones metálicos.
  • Elementos accesorios de materiales compatibles con el envase.

8 Estrategias de Ecodiseño

  1. Mejorar el concepto del producto.
  2. Selección de materiales de bajo impacto.
  3. Reducción del uso de materiales.
  4. Optimización de técnicas de producción.
  5. Reducción del impacto durante el uso.
  6. Incremento de la vida útil del producto.
  7. Optimización del sistema de distribución.
  8. Optimización del final de vida útil.

Acciones para Reducir el Impacto Ambiental

  • Uso de materiales reciclados y biodegradables.
  • Disminución del espesor de la pared del envase.
  • Disminución de la rosca y el tapón.
  • Espumación para aligerar el envase.
  • Forma cónica para mejorar el apilamiento.

Ergonomía del Envase

La ergonomía se centra en la adecuación del trabajo y del producto al trabajador. Estudia la relación entre la persona y el producto, considerando al usuario, el producto, su uso y el ambiente. Un envase es ergonómico si se ajusta a las necesidades de la persona en una situación determinada. El envase debe captar la atención del consumidor, comunicar su mensaje y convencerle. Se estudia el manejo del envase, la sujeción, apertura y cierre. En el embalaje, se considera la manipulación, sujeción y fijación.

Elementos Sensoriales

  • Forma: Puede confundir al consumidor con más producto del que realmente contiene, pero ayuda a identificar el producto.
  • Color: Los colores pueden influir en el estado de ánimo, asociando colores a sabores.
  • Olor: Un método de captación, aunque un olor fuerte puede anular el de otros productos, generando conflicto en la estantería.
  • Simbología: Textura o grafismo que se asocia a la marca.

Necesidades Específicas

Consideraciones para personas ciegas, mayores, alérgicos al gluten, etc.

Funcionalidad del Envase

Las funciones principales del envase son contener, proteger, conservar, manipular, identificar e informar.

Retos del Envase

  1. Captar la atención del cliente.
  2. Cumplir su función.
  3. Consolidar la compra.

Para lograr estos retos, es crucial trabajar en el tamaño, dimensión, forma, color y materiales.

J. H. Briston

«El envase debe proteger lo que vende y vender lo que protege.»

Funciones del Envase de Alimentos

  • Proteger de cualquier tipo de contaminación.
  • Proteger de daños físicos y de pérdidas de peso, sabor o aroma.
  • Resistir el apilamiento.
  • Informar al consumidor.

Propiedades Específicas del Envase de Alimentos

  • Resistencia a la fricción.
  • Rigidez.
  • Sellabilidad.
  • Fácil apertura.
  • Resiliencia a la electricidad estática.
  • Inerte.
  • Baja transmisión de gases.
  • Exento de sabor.

Características Clave

  • Buen diseño.
  • Ser eficaz.
  • Buena imagen.
  • Permitir la manipulación.
  • Estar bien impreso.
  • Tener un coste razonable.
  • Forma y color que impacten al consumidor y permanezcan en su memoria.

Innovación en Envases Alimentarios

Estudio I+D SUSFOFLEX

Desarrollo de envases de plástico inteligentes para aumentar el período de caducidad.

Proyectos PLASTICONS

Desarrollo de sistemas de envases activos que contribuyan a reducir el deterioro de alimentos envasados.

PLA4food

Incorporación de moléculas naturales a envases termoplásticos para conservar alimentos recién cortados.

Universidad de Murcia

Desarrollo de plástico que resiste un 70% más de peso.

AIMPLAS (Proyecto ECOALIM)

Reducción de peso y volumen de envases de plástico e incremento de resistencia.

Centro Plástico Andalucía

Ensayos de biodegradabilidad.

Comparativa Vidrio vs. Plástico

  • Vidrio: Mejor imagen, mayor precio, artesanía, tradición y exquisitez.
  • Plástico: Manejabilidad, adaptabilidad, versatilidad y tradición.

Sistemas de Envasado

Termoconformado, sellado hermético, extrusión, soplado, inyección.

Cierre de Envases

Vidrio
  • Sellado normal: Para presión atmosférica, presiones interna y externa iguales, soporta pequeños cambios de presión (temperatura o presión ambiental).
  • Sellado de presión: Para altas presiones internas (bebidas carbónicas).
  • Sellado de vacío: Presión interior menor, cerrado hermético.

Tipos de cierre: rosca, presión y corona.

Metálico

Tapones corona, cápsulas de hojalata barnizada con faldón ondulado, cápsulas de aluminio desgarrable con lengüeta y unión solidaria o no, cápsulas de presión o tapones de tornillo, de aluminio con junta interna y falda más o menos elevada preenrosacada o no.

Plástico

Cierre simple sin compuesto sellante pero que permite cierre hermético por anillos o aletas flexibles, cierres fabricados con recubrimientos de PVC.

Cierres Según Recipiente
  • Botellas: Rosca, pilferproof, tapón corona, tapón interior.
  • Tarros: Eurocap, pry-off, twist-off, press-twist, roscas especiales.
  • Frascos: Eurocap.
Bolsas Removibles o Recerrables

Stand-up, bolsa solapa, ZIP, autoadhesiva, abierto, cremallera.

Clasificación de Cierres

Desechables, reutilizables y otros.

Tipos de Cierres

Tapa de tarro metálico, tapón de botellas de vidrio, cierres específicos anilla lata refrescos, envases carbonatados chapas tipo corona y corona, rosca, corcho, pilferproof, eurocap…

Cierre Dosificador

Aerosol (afeitar), mayonesa, detergente, edulcorante.

Propiedades del Papel y el Vidrio en el Packaging

Propiedades del Papel

  • Resistencia a la rotura, reventamiento, alargado y plegado.
  • Grado de satinado.
  • Propiedades ópticas.
  • Impermeabilidad a las grasas.
  • Resistencia al agua y la luz.
  • Barrera de líquidos y vapores.

Tipos de Papel

Pergamino vegetal y papeles encerados.

Tetra-Pack

Resistente a golpes, cartón aséptico que conserva a temperatura ambiente, pero no permite ver el interior, generando desconfianza.

Capas del Envase Tetra-Pack

  1. Polietileno (protección humedad).
  2. Papel (estabilidad y resistencia).
  3. Polietileno (adhesivo).
  4. Aluminio (barrera oxígeno, aroma y luz).
  5. Polietileno (adhesivo).
  6. Polietileno (sellado).

Vidrio

  • Respetuoso con el medio ambiente.
  • Reciclable 100%.
  • Protege las cualidades del contenido.
  • Inerte.
  • Impermeable.
  • Personalizable.
  • Moldeable.
  • Admite muchos tipos de cierre (corona, rosca, pilferproof, eurocap…).
  • Permite visualizar el contenido.
  • Compatible con microondas.

Plásticos, Hojalata y Aluminio en el Packaging

Plásticos Más Habituales

PP, PE, OPP, ALUM, PET, MET.

  • PET: El más habitual.
  • HDPE: Resistente, versátil. Limpieza, champús, detergentes…
  • PVC: Muy resistente, en desuso. 1000 años en descomponerse. Reciclable.
  • PS: Vasos de un solo uso, 1000 años en descomponerse.
  • LDPE: Un solo uso, film, 150 años en descomponerse.
  • PP: Alto punto de fusión, envases médicos, kétchup, tapas. Entre 100 y 1000 años en descomponerse, reciclable.

Propiedades de los Plásticos

  • Resistencia mecánica a la tracción.
  • Rigidez.
  • Resistencia a la perforación.
  • Impermeable al vapor y al oxígeno.
  • Fácil sellabilidad.
  • Durable y barato.

Propiedades de la Hojalata

  • Resistencia.
  • Hermeticidad.
  • Estabilidad térmica.
  • Versatilidad.
  • Posibilidad de impresión.

Propiedades del Foil de Aluminio

  • Impermeable a la humedad.
  • Atractiva y decorable.
  • Ligera.
  • Maleable.
  • Protege de la luz.
  • Resiste altas temperaturas y oxidación.

Envases Metálicos Ligeros/Pesados

  • Ligeros: Menos de 0,49mm de espesor y 40L de capacidad.
  • Pesados: Mayor a 0,5mm de espesor y entre 30 y 220L de capacidad.

Grupos de Envases Metálicos Ligeros

Alimentarios, bebidas, industriales y aerosoles.

Clasificación de Envases Metálicos

  • Según su forma: Cilíndrico, rectangular, sardina y estuche.
  • Según su sección: Redondo, rectangular, oblongo, ovalado y trapezoidal.
  • Según características especiales: Acuellado (una de las extremidades tiene una reducción que permite el uso de fondos más pequeños), ensanchado (superior + ancho), acordonado (tiene cordones en la pared lateral, + resistencia al colapso) y soldado.

Envases de Tres Piezas

Corte de bobinas en hojas rectangulares, aplicación de decoración externa, aplicación de barnices interiores, corte longitudinal de hojas y transversal en banda, conformación del cilindro, soldadura generatriz, rebarnizado interior y exterior, acordonado (formación de anillos transversales para mayor resistencia), formación de pestañas en ambos extremos del cilindro y colocación de tapas.

Envases de Dos Piezas

Embutidos y reembutidos, embutidos y estirados (DWI), para cervezas y bebidas carbónicas.

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