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Asozumos
 

Ainia, en busca de nuevos materiales biodegradables

25 - ENERO - 2016 / 1 - MARZO - 2016

Asozumos.- ¿Cuáles son las líneas de investigación que llevan a cabo en AINIA?

Carlos Enguix.- AINIA trabaja en I+D+i en Tecnologías de Envasado en tres áreas principales:

- Interacción envase-producto: migraciones, barrera a gases y aromas, materiales novedosos (por ejemplo biodegradables), nanotecnología y envases activos e inteligentes, sistemas de inspección.

- Diseño óptimo de envases con tecnologías CAD/CAE generando envases con menores costes y más resistentes, mas ligeros, con nuevas funcionalidades y adaptados a los requerimientos de los consumidores, diseño higiénico de equipos de envasado.

- Reducción de impacto ambiental, reducción de costes, eco-eficiencia  y sostenibilidad (basada en metodología de Análisis de Ciclo de Vida)

A.- ¿Qué importancia  tiene el packaging dentro del proceso de elaboración? y ¿porque?

C.E.- El  sistema de envasado es una parte indivisible del producto; alimento y envase constituyen el producto envasado, y su vida útil, seguridad, características organolépticas, entre otras características dependen del alimento y su proceso y del sistema de envasado seleccionado. Pero además de los aspectos relacionados con la conservación del producto, el envase y embalaje cumplen otras múltiples funciones, como son la de informar al consumidor, ser un elemento de marketing, permitir la manipulación y distribución del producto o facilitar el uso al consumidor.

Y un aspecto esencial es que todas estas funcionalidades debe ofrecerlas con un coste mínimo y con un impacto ambiental mínimo también, ya que los envases cumplen una función relativamente en poco tiempo, el tiempo de vida útil del producto, y después pasan a ser un residuo que es necesario gestionar y valorizar.

A.- Podría explicarnos brevemente ¿Cuáles son las tendencias medioambientales en el envasado de zumos?

C.E.- Existen diversas opciones para el envasado de zumos, entre los que podemos destacar: envases complejos tipo brick, bolsas flexibles stand-up, botellas de plástico, botellas de vidrio, sistemas bag-in-box.

Para comparar dos sistemas de envasado hay que definir bien sus funcionalidades, pues además de permitir contener y distribuir un volumen concreto de zumo, el envase como comentábamos tiene otras funciones y cada sistema y material de envase cumple estas de forma diferente. Por ejemplo las propiedades barrera a la luz y a los gases y aromas son diferentes dependiendo del material escogido y este aspecto va a ser determinante en la vida útil del producto.

Por tanto hay que seleccionar el sistema que mejor cumple con los requerimientos del producto y su vida útil y sobre este sistema tenemos cuatro opciones para reducir el impacto ambiental:

- Reducción de espesores, buscando un compromiso con el cumplimiento de requerimientos, realizando diseños de envase optimizados, por ejemplo mediante las herramientas de diseño CAD/CAE, mejorando los sistemas de agrupamiento de los envases primarios (packs, cajas,), o utilizando materiales cuya relación de propiedades de interés vs espesor sea más favorable, por ejemplo barrera a gases o propiedades mecánicas.

- Utilización de materiales reciclados, y generación de envases reciclables. Los materiales reciclados suelen tener menores impactos ambientales pues evitan o reducen el consumo de material virgen que suele tener mayor impacto ambiental que las operaciones de transporte, clasificación, limpieza y acondicionamiento que requiere el material reciclado.

Por otra parte es importante que el envase sea fácilmente reciclable, bien por estar constituido de un solo tipo de material o si está constituido de varios materiales que sean separables, o el propio material complejo pueda acondicionarse para otras aplicaciones.

- Utilización de materiales biodegradables o compostables. Durante los últimos años se han desarrollado diversos materiales que podrían ser susceptibles de utilizarse para el envasado de zumos por ejemplo diferentes formulaciones de PLA o PHB. Incluso estos materiales se pueden bioproducir a partir de residuos de la industria agroalimentaria, con una doble ventaja primera evitar en parte el coste de la gestión de estos residuos y segunda utilizarlos como un recurso sobre el que se puede obtener valor (por ejemplo uno de los proyectos que estamos desarrollando ahora en AINIA llamado PHBottle). El reto de estos materiales es llegar a ser competitivos en coste y prestaciones con los materiales convencionales.

- Utilización de materiales bio-basados. Se trata de utilizar materiales plásticos iguales que los convencionales (PE, PET) pero que para su síntesis utilizan recursos renovables (por ejemplo subproductos de la producción de la caña de azúcar), y por tanto no consumen recursos no renovables.

A.- La emisión de gases de efecto invernadero, conocida como “huella de carbono” podría disminuirse gracias a la innovación y al desarrollo de tecnologías más avanzadas. ¿Cuál es el porcentaje de emisión de gases en cada parte del proceso?

C.E.- El impacto ambiental lo constituyen diversas categorías de impacto que hay que considerar de forma conjunta a la hora de comparar diversas soluciones de envasado (acidificación, destrucción de la capa de ozono, toxicidad humana, calentamiento global o huella de carbono o emisión de gases de efecto invernadero, etc.

Las tecnologías de envasado contribuyen de forma significativa a todas estas categorías y en particular a la huella de carbono, ya que en las etapas del ciclo de vida de envasado del producto se pueden considerar desde la generación de materias primas (plástico, cartón, vidrio, metal), el transporte, la transformación de los materiales en envases, los procesos de llenado, los procesos de embalaje y distribución, hasta la gestión de los residuos. Todas aquellas innovaciones y alternativas que permitan el uso de materiales con menor impacto ambiental, reducción de espesores y peso de los materiales actuales, reducción del consumo energético, disminución de los recorridos de transporte, incluso reducción en el propio scrap de fabricación (recortes de material, envases defectuosos…) y mejora de la reciclabilidad, contribuirán de forma significativa a reducir la huella de carbono.

El porcentaje de emisión de gases de efecto invernadero de las etapas relacionadas con el envasado respecto al global es muy variable pero podemos afirmar que en general el consumo de materias primas de envase contribuye en más de un 50 % al impacto de las etapas de envasado, de ahí que reducir la cantidad de material o cambiar por un material con menor impacto es muy importante.

A. Así mismo, el tipo de materiales utilizados puede ser determinante  para reducir estos gases. En este sentido, ¿cuáles son los materiales de envasado por los que apuesta AINIA  para reducir la “huella de carbono”?

C.E.- Como comentábamos anteriormente AINIA recomienda para seleccionar adecuadamente el sistema de envasado conocer los requerimientos del producto y proceso y a los requerimientos de distribución y consumidores.

Una vez definido el sistema de envasado y las características de los materiales idóneos que se ajustan a los requerimientos descritos, se puede ajustar el peso de cada material, para que aporten las propiedades requeridas, barrera, resistencia mecánica, soldabilidad, propiedades ópticas…y no se utilice un exceso de material o se utilice de forma que no se aprovechen sus máximas prestaciones.

Por otra parte AINIA está investigando sobre aprovechamiento de subproductos de las industrias agroalimentarias para generar nuevos materiales biodegradables como es el caso del proyecto europeo PHBottle que a partir de las aguas residuales de la industria de zumos que contienen azúcares, por un proceso de bioproducción se está generando PHB que es un poliéster biodegradable y compostable que entre otras aplicaciones podría servir para envasar zumo en botella, y por tanto cerrar el ciclo de producción de zumo envasado - generación de residuos - aprovechamiento de residuos para generar PHB -generación de envases –y nuevamente  producción de zumo envasado.

Con este proyecto se pretende conseguir una doble ventaja: dejar de pagar por la gestión de un residuo, y obtener un beneficio del residuo generando un material valioso que evita la compra de un material procedente de fuentes no renovables (cambiar por ejemplo PET por un material basado en PHB).

A.- El packaging forma parte de la estrategia de marketing y los estudios demuestran que el proceso de envasado es clave y condiciona el proceso de compra final. Sin embargo, la calidad del producto también puede verse afectada. Podría explicar brevemente ¿cómo afecta el envase a la calidad final del producto?

C.E.- El zumo es un producto cuya vida útil y calidad se ven afectadas por factores como oxidación, degradación y pérdida de vitaminas y aromas, y crecimiento de microorganismos.

La luz y el oxígeno influyen de forma determinante en el progreso de estos factores de deterioro, por lo que en la elección de los envases en general debe contemplar en que medida estos factores afectan a cada producto.

Los materiales de envase tienen diferentes permeabilidades a los gases y aromas, por ejemplo desde muy alta barrera a los gases como el aluminio, vidrio, o el EVOH, hasta muy baja barrera a los gases como el Polietileno o Polipropileno pasando por  barreras medias como el PET.

Por otro lado si la sensibilidad a la luz del producto es alta, se pueden utilizar materiales como el aluminio que es barrera total a la luz, mientras que el vidrio o el PET permiten su paso, aunque estos últimos pueden incorporar filtros para la radiación UV.