ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Περίληψη Διαλέξεων Ε. Κατσανίδης Ποιότητα τροφίμων Η καταλληλότητα των τροφίμων για κατανάλωση Η καταλληλότητα των τροφίμων να ικανοποιούν τον καταναλωτή Το σύνολο των χαρακτηριστικών και των ιδιοτήτων του τροφίμου που ικανοποιεί τις προσδοκίες και τις απαιτήσεις του καταναλωτή Χαρακτηριστικά που προσδιορίζουν την ποιότητα του τροφίμου 1. Αυτονόητα χαρακτηριστικά - Ασφαλές - Ωφέλιμο (Θρεπτική αξία) 2. Οργανοληπτικά χαρακτηριστικά Εμφάνιση Χρώμα Γευστικότητα Άλλα χαρακτηριστικά Ιδιότητες του τροφίμου που ικανοποιούν τις απαιτήσεις & τις προσδοκίες του καταναλωτή Ερωτήματα καταναλωτή 1. Τρόπος παραγωγής - «Πώς, πότε, πού» έχει παραχθεί το προϊόν; - Είναι παραδοσιακό ή βιομηχανικό προϊόν; - Έχει παραχθεί με ή χωρίς συντηρητικά; 2. Ηθικές αξίες - Συμβατό ή βιολογικό προϊόν; - Προϊόν από ζώα εντατικής ή ελεύθερης βοσκής; - Προϊόν σε περιέκτη φιλικό ή εχθρικό στο περιβάλλον; Ιδιότητες του τροφίμου ως εμπορεύσιμο αγαθό που ικανοποιούν τις απαιτήσεις και τις προσδοκίες του καταναλωτή Εγγυήσεις για την προέλευσή του 1. Πιστοποίηση 2. Σύστημα ιχνηλασιμότητας Χαρακτηριστικά της συσκευασίας 1. Αισθητική & λειτουργικότητα 2. Πληροφόρηση 3. Άνεση στη χρήση 4. Διαχείριση περιέκτη Εμπορικά χαρακτηριστικά 1. Διαθεσιμότητα προϊόντος 2. Τιμή Σύγχρονα υλικά συσκευασίας Υλικά συσκευασίας Κατανάλωση 2000 Σε εκατ. τόνους -Χαρτί-χαρτόνι - Πλαστικά - Γυαλί - Μέταλλα - Ξύλο - Κεραμικά -Ύφασμα 107 53 48 17.5 21.5 1
Συσκευασία Τροφίμων Το σύνολο των δραστηριοτήτων που περιλαμβάνουν το σχεδιασμό, την κατασκευή & την τοποθέτηση του τροφίμου σε περιέκτη που: Περιέχει το τρόφιμο χωρίς ποσοτικές μεταβολές Προστατεύει το τρόφιμο χωρίς να αλληλεπιδρά μαζί του Προσελκύει τον καταναλωτή Ενημερώνει τον καταναλωτή Διευκολύνει την εμπορία του προϊόντος Παρέχει άνεση στον καταναλωτή - Στη χρήση του προϊόντος - Στη διαχείριση του περιέκτη Η συσκευασία προστατεύει το τρόφιμο Από παράγοντες του περιβάλλοντος που υποβαθμίζουν την ποιότητά του - Μηχανικά αίτια Συμπίεση, πρόσκρουση, θρυμματισμός, κ.α. - Φυσικούς παράγοντες Υγρασία, οξυγόνο, φως, θερμοκρασία, πτητικές ουσίες, σκόνη, καυσαέρια - Βιολογικούς παράγοντες Βακτήρια, μύκητες, ζύμες, ιούς, έντομα και τρωκτικά Προστασία από μηχανικά αίτια Συσκευασία με τοιχώματα - Ισχυρά - Άκαμπτα εξωτερικά & ελαστικά εσωτερικά (κυματοειδές χαρτόνι) Συμπληρωματικά υλικά συσκευασίας => Αφρώδη πλαστικά, Φύλλα από μαλακό χαρτί, Χάρτινοι χυτοί περιέκτες Σφικτή συσκευασία Συρρικνωμένη συσκευασία Συσκευασία «μαξιλάρι» Προστασία από υγρασία Περιέκτης στεγανός στους υδρατμούς Καταψυγμένα προϊόντα (εγκαύματα κατάψυξης) =>Συρρικνωμένη συσκευασία Φρούτα και λαχανικά => Περιέκτες ελεγχόμενης διαπερατότητας (οπές) Αποφυγή μεταφοράς υγρασίας (Pizza) Αποφυγή συμπύκνωσης υδρατμών Προστασία από το οξυγόνο Συσκευασία bag in box Σωληνάρια τύπου οδοντόπαστας Συσκευασία - Υπό κενό - Τροποποιημένης ατμόσφαιρας Προστασία από το φως Αδιαφανείς περιέκτες => Αδυναμία αξιολόγησης προϊόντος => Λύση: Μηχανισμός παραθύρου - Χρωματισμένοι περιέκτες - Επικαλυμμένοι περιέκτες 2
Προστασία από μεταβολές της θερμοκρασίας Συνέπειες από αύξηση θερμοκρασίας? Συμβολή συσκευασίας για προστασία από μεταβολές θερμοκρασίας => Περιορισμένη - Τσάντες για μεταφορά καταψυγμένων - Αφρώδεις περιέκτες - Περιτύλιξη σοκολάτας με φύλλο αλουμινίου =>Αντανάκλαση ακτινοβολίας Ειδικότερες απαιτήσεις σε συσκευασία σχετικές με μεταβολές της θερμοκρασίας Προϊόντα θερμικής επεξεργασίας => Αντοχή - Σε υψηλές θερμοκρασίας - Σε θερμικά σοκ - Στο είδος της θέρμανσης = Υγρή = Ξηρή = Με μικροκύματα => Καλή θερμοαγωγιμότητα Καταψυγμένα προϊόντα => Αντοχή σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες => Καλή θερμοαγωγιμότητα Πτητικές ουσίες Τρόφιμα πλούσια σε άρωμα => Αποφυγή απωλειών Λιπαρά τρόφιμα => Πρόσληψη δυσάρεστων οσμών Αντιμετώπιση => Συσκευασία στεγανή στις πτητικές ουσίες Πηγές πρόσληψης δυσάρεστων οσμών - Αντικείμενα ή τρόφιμα στο άμεσο περιβάλλον - Το υλικό ή ουσίες κατασκευής της συσκευασίας -- Γυαλί => τελείως αδρανές -- Χαρτί: ουσίες, μούχλα -- Πλαστικά: χαρακτηριστική οσμή το καθένα -- Κονσέρβες: Ίχνη σιδήρου (ppm) => Ανεπιθύμητη οσμή σε νερό, μπίρα, γάλα, χυμούς πορτοκαλιού Προστασία από τους μικροοργανισμούς Επίδραση μικροοργανισμών - Επωφελής => Ζυμούμενα προϊόντα - Επιζήμια => Αλλοιογόνοι & παθογόνοι μ.ο. Επίδραση συσκευασίας στους μ.ο - Αποφυγή επιμολύνσεων - Δημιουργία συνθηκών στο εσωτερικό (Ο 2, Η 2 Ο) => Εμποδίζουν την ανάπτυξη μ.ο. => Ευνοούν την ανάπτυξη μ.ο => Κίνδυνος αλλοίωσης π.χ. - Αλλαντίδια υπό κενό => γαλακτικά βακτήρια - Αφυδατωμένα προϊόντα => πρόσληψη υγρασίας => αύξηση a w => ανάπτυξη μ.ο. => αλλοίωση Προστασία από τους μικροοργανισμούς Συσκευασία απολύτως αναγκαία - Προϊόντα θερμικής επεξεργασίας - Προϊόντα υποβαλλόμενα σε ακτινοβόληση - Προϊόντα ασηπτικής επεξεργασίας - Προϊόντα σε συσκευασία => υπό κενό => τροποποιημένη ατμόσφαιρα Λοιπά προϊόντα: Αποφυγή επιμολύνσεων Αρνητική επίδραση μ.ο. στον περιέκτη - Χαρτί, σελοφάν => Ανάπτυξη μούχλας - Πλαστικό => Ανάπτυξη βακτηρίων (Serratia mercescens) κόκκινη χρωστική, αλλοίωση τροφίμου Προστασία από έντομα & τρωκτικά Με την παρουσία ή τα απορρίμματα τους - Πιθανή μεταφορά παθογόνων ή και ασθενειών - Απόρριψη προϊόντος - Δυσφήμηση επιχείρησης Προστασία - Κανόνες υγιεινής - Μέτρα ορθής πρακτικής 3
Προσέλκυση καταναλωτή Η συσκευασία αποτελεί - Ταυτότητα προϊόντος - Μέσο διαφοροποίησης από ομοειδή προϊόντα - Μέσο επικοινωνίας & επαφής με καταναλωτή - Πρεσβευτής σε ξένες αγορές - Ανάγκη για συσκευασία Ελκυστική & μοναδική Καλαίσθητη Σοβαρή και απλή - Στοιχεία προσέλκυσης Σχήμα & Μέγεθος Χρώματα & Εικόνες Πληροφόρηση καταναλωτή - Ονομασία & φυσική κατάσταση προϊόντος - Σύσταση προϊόντος - Καθαρή ποσότητα - Χρόνος ελάχιστης διατηρησιμότητας - Ιδιαίτερες συνθήκες διατήρησης - Όνομα & διεύθυνση παρασκευαστή - Οδηγίες χρήσεως - Κωδικός αριθμός (Κονσέρβες, τρόφιμα σε κουτιά) - Λοιπές πληροφορίες Η συσκευασία διευκολύνει την εμπορία του προϊόντος εξασφαλίζοντας Ασφαλή παράδοση Στο σωστό χρόνο Σε καλή κατάσταση Με το μικρότερο κόστος Η συσκευασία πρέπει να διευκολύνει τον καταναλωτή - Μηχανισμός εύκολου ανοίγματος - Σταδιακής χρήσης - Θέρμανση σε φούρνο μικροκυμάτων - Μέσο σερβιρίσματος - «Παράθυρο» διαφάνειας - Διαχείριση αποβλήτων Συσκευασία Δυναμικός κλάδος της βιομηχανίας Αποτελεί το «μοντέρνο ρούχο» για τα παραγόμενα προϊόντα => Ανάγκη για συνεχή ανανέωση => Νέες επενδύσεις => Νέα προϊόντα => Διεύρυνση αγορών => Αύξηση κερδών Κινητήρια δύναμη: - Βελτίωση του επιπέδου ζωής του καταναλωτή - Ευαισθητοποίηση του καταναλωτή για το περιβάλλον Αρνητικές επιπτώσεις από τη συσκευασία τροφίμων Αύξηση του κόστους (10-50%) Αδιαφανείς περιέκτες => Αδυναμία αξιολόγησης του προϊόντος => Αντιμετώπιση: Μηχανισμός παραθύρου Πιθανός κίνδυνος μεταφοράς ουσιών Μόλυνση περιβάλλοντος =>Αντιμετώπιση: Υλικά βιοδιασπώμενα & ανακυκλώσιμα 4
Αλληλεπίδραση συσκευασίας & συσκευασμένου τροφίμου Συνέπεια => Μεταφορά ουσιών (Αερίων, υδρατμών, ενώσεων χαμηλού ΜΒ) 1. Τρόφιμο Συσκευασία Περιβάλλον 2. Περιβάλλον Συσκευασία Τρόφιμο 3. Τρόφιμο Συσκευασία 4. Συσκευασία Τρόφιμο => Γνωστή ως Μετανάστευση Μεταφορά ουσιών από Τρόφιμο Συσκευασία Περιβάλλον & Περιβάλλον Συσκευασία Τρόφιμο Στεγανός περιέκτης => Αδύνατη κάθε μεταφορά Μη στεγανός περιέκτης => Δυνατή μεταφορά, f = (διαπερατότητα) Συνέπειες: Μεταβολές στο τρόφιμο ανάλογες - Με τη φύση του τροφίμου - Με τη φύση της μεταφερόμενης ουσίας => Τελικό αποτέλεσμα Υποβάθμιση ποιότητας τροφίμου Μεταφορά ουσιών από Τρόφιμο Συσκευασία Συνέπειες =>Απώλειες συστατικών - Μείωση θρεπτικής αξίας - Μεταβολή οργανοληπτικών χαρακτηριστικών => Επίδραση στις ιδιότητες περιέκτη Στερεό λίπος σε κύπελο PS για 6 μήνες => Μείωση αντοχής - Στη θραύση κατά 40% - Στην ενέργεια θραύσης κατά 50% => Προβληματική η αντοχή της συσκευασίας Μετανάστευση (Συσκευασία Τρόφιμο) Ολική & Ειδική μετανάστευση Συνέπειες - Μεταφορά τοξικών ουσιών =>Κίνδυνος για την υγεία του καταναλωτή - Μεταφορά ουσιών που επηρεάζουν την οσμή & γεύση => Υποβάθμιση ποιότητας προϊόντος Απόρριψη προϊόντος Προσδιορισμός μετανάστευσης Αντικειμενικός τρόπος - Απευθείας στο τρόφιμο - Σε παρόμοιες συνθήκες θερμοκρασίας & χρόνου επαφής Σημαντικές & ανυπέρβλητες δυσκολίες Κατάλογος προσομοιωτών τροφίμων Χρήση προσομοιωτών - Συνθήκες θερμοκρασίας & χρόνου επαφής Πιο ακραίες από τις πραγματικές / αναμενόμενες Η μέγιστη επιτρεπόμενη ολική μετανάστευση για οποιαδήποτε πλαστική ύλη είναι 10 mg/dm 2 ή 60 mg/kg τροφίμου. ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΣ (ΕΕ) αριθ. 10/2011 για τα πλαστικά υλικά και αντικείμενα που προορίζονται να έρθουν σε επαφή με τρόφιμα 5
Οι προσομοιωτές τροφίμων Α, Β και Γ αποδίδονται σε τρόφιμα με υδρόφιλο χαρακτήρα στα οποία μπορούν να εκχυλιστούν υδρόφιλες ουσίες. Ο προσομοιωτής τροφίμων Β χρησιμοποιείται για τα τρόφιμα με ph μικρότερο του 4,5. Ο προσομοιωτής τροφίμων Γ χρησιμοποιείται για αλκοολούχα τρόφιμα με περιεκτικότητα σε αλκοόλη έως 20 % και για τρόφιμα που περιέχουν σημαντική ποσότητα οργανικών συστατικών που καθιστούν το τρόφιμο περισσότερο λιπόφιλο. Οι προσομοιωτές τροφίμων Δ1 και Δ2 αποδίδονται σε τρόφιμα με λιπόφιλο χαρακτήρα στα οποία μπορούν να εκχυλιστούν λιπόφιλες ουσίες. Ο προσομοιωτής τροφίμων Δ1 χρησιμοποιείται για αλκοολούχα τρόφιμα με περιεκτικότητα σε αλκοόλη πάνω από 20 % και για γαλακτώματα ελαίου σε νερό. Ο προσομοιωτής τροφίμων Δ2 χρησιμοποιείται για τρόφιμα που περιέχουν ελεύθερα λίπη στην επιφάνεια. Ο προσομοιωτής τροφίμων Ε αποδίδεται για τις δοκιμές ειδικής μετανάστευσης σε ξηρά τρόφιμα. Χρόνος επαφής Θερμοκρασία επαφής ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΠΛΑΣΤΙΚΗ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ Τα πλαστικά ως υλικά συσκευασίας Αλματώδης αύξηση - Χαμηλό κόστος - Πολλαπλές ιδιότητες => Ιδανικό υλικό συσκευασίας για πολλά τρόφιμα => Σταδιακή αντικατάσταση παραδοσιακών υλικών συσκευασίας π.χ. Χαρτί, γυαλί, μέταλλα Ιδιότητες Πλαστικών -1 1. Ευκολία μορφοποίησης - Σε χαμηλές θερμοκρασίες - Με μικρή κατανάλωση ενέργειας => Ποικιλία περιεκτών & σχημάτων 2. Χαμηλή πυκνότητα (g/cm 3 ) Χαρτί 0.8-0.9, Πλαστικά 1.4, Γυαλί 2.6, Αλουμίνιο 2.7, Λευκοσίδηρος 8 => Μικρό βάρος => Εύκολη μεταφορά & με χαμηλό κόστος 3. Θερμοσυγκολλούμενο υλικό => Ερμητικό κλείσιμο Χαρτί & σελοφάν => Καίγονται Αλουμινόχαρτο => Τήκεται => Πολλά πλαστικά σχηματίζουν ισχυρή θερμοσυγκόλληση ακόμη και μεταξύ μη καθαρών επιφανειών 6
Ιδιότητες Πλαστικών -2 4. Χωρίς θραύσματα & αιχμηρά άκρα => Ασφαλή για τον καταναλωτή Γυαλί & μεταλλική κονσέρβα => κίνδυνος τραυματισμού 5. Επικάλυψη με μέταλλα - Μεταλλιζέ μεμβράνες => Βελτίωση εμφάνισης & στεγανότητας 6. Σχετικά αδρανή έναντι πτητικών ουσιών => Δεν προσδίδουν οσμές Δεν προσροφούν οσμές 7. Ανθεκτικά σε συνθήκες περιβάλλοντος - Δεν μουχλιάζουν, όπως το χαρτί - Δεν διαβρώνονται, όπως τα μέταλλα => Κατάλληλα για προϊόντα έντονα διαβρωτικά - Ορισμένα ευαίσθητα στο φως Ιδιότητες Πλαστικών - 3 8. Στεγανότητα σε υδρατμούς & οξυγόνο - Μεγάλη ποικιλομορφία => Αύξηση στεγανότητας : 1. Πολύφυλλες μεμβράνες 2. Μεμβράνες συνεξώθησης 9. Διαπερατότητα στο φως - Διαυγή (διάφανα) - Θαμπά - Αδιαφανή 10. Δυνατότητα χρωματισμού - Ποικιλία χρωματισμών Ιδιότητες Πλαστικών - 4 11. Δυνατότητα εκτύπωσης - Συναγωνίζονται χαρτί & σελοφάν 12. Αντίσταση στο σχίσιμο & τρύπημα - Πλεονεκτεί έναντι χαρτιού, σελοφάν & αλουμινόχαρτου 13. Αντοχή στο σπάσιμο - Σε συνδυασμό & με το μικρό βάρος => Αντικατάσταση του γυαλιού Ιδιότητες Πλαστικών - 5 14. Μοναδική δυνατότητα α. Συρρίκνωσης => Συρρικνωμένη συσκευασία β. Τεντώματος => Περιτύλιξη γ. Διόγκωσης => Αφρώδη υλικά => Μόνωση & απόσβεση κραδασμών 15. Πλήρης χρησιμοποίηση πρώτης ύλης - Επαναχρησιμοποίηση ελαττωματικών περιεκτών 16. Αντοχή σε μεγάλο εύρος θερμοκρασιών - Από 40 ο C έως + 200 ο C => Από την κατάψυξη στον φούρνο Πλαστικά & Περιβάλλον Αρνητικές επιδράσεις - Πολλαπλές εφαρμογές => Στερεά απόβλητα => Αύξηση του κόστους διαχείρισης - Δεν μουχλιάζουν & δεν σκουριάζουν => Συσσώρευση => Μόλυνση περιβάλλοντος => Υπόγειων νερών - Καύση πλαστικών (με χλώριο) => Παραγωγή διοξινών = πολύ τοξικές => Μόλυνση χόρτων & νερών => Τροφική αλυσίδα => Κίνδυνος για την υγεία Αντιμετώπιση προβλήματος στερεών αποβλήτων των πλαστικών Εναπόθεση σε χωματερές Καύση με ανάκτηση θερμότητας Ανακύκλωση Αποικοδομήσιμα πλαστικά Θετικές επιδράσεις - Μικρή κατανάλωση ενέργειας => Εξοικονόμηση φυσικών πόρων - Μικρό βάρος => Μείωση κόστους μεταφοράς κατά 40% (γυαλί & μέταλλα) => Εξοικονόμηση καυσίμων => Εξοικονόμηση φυσικών πόρων => Μείωση καυσαερίων => Καθαρότερο περιβάλλον 7
1. Εναπόθεση σε χωματερές - Κίνδυνος μόλυνσης υπόγειων νερών - Χρόνος αποσύνθεσης > 200 έτη - Αντιδράσεις κατοίκων 2. Καύση με ανάκτηση θερμότητας - Θέρμανση κτιρίων - Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας => Πρόβλημα CO 2, Διοξίνες Εφαρμογή: Ιαπωνία 36%, Ε.Ε. 30%, ΗΠΑ 15% 3. Ανακύκλωση πλαστικών = Ανάκτηση εμπορεύσιμου αγαθού Ανακύκλωση στη χώρα μας Κώδικας ανακυκλώσιμων πλαστικών Στοιχεία 2003 Στερεά Ανακύαπόβλητα κλωση (%) (%) Λευκοσίδηρος 6.8 3.5 Αλουμίνιο 1.8 30.4 Χαρτί/Χαρτόνι 40.5 64.3 Πλαστικά 26.6 3.4 Γυαλί 19.0 21.0 Ξύλο 5.3 22.7 Σύμβολα ανακύκλωσης Tα βέλη σκέτα ορίζουν ότι κάτι είναι ανακυκλώσιμο. Τα βέλη μέσα σε ένα κύκλο ορίζουν ότι κάτι είναι από ανακυκλωμένο υλικό. Μέσα στα βέλη μπορεί να γράφεται το ποσοστό του υλικού που προέρχεται από ανακύκλωση. Μέθοδοι ανακύκλωσης πλαστικών 1. Μηχανική ανακύκλωση Λεπτοτεμαχισμός => Διαχωρισμός (πυκνότητα) => Τήξη => Μορφοποίηση σε καλούπια => Νέα πλαστικά αντικείμενα 2. Χημική ανακύκλωση Χημικές διεργασίες => Πρωτογενή χημικά προϊόντα (π.χ. Αιθυλένιο) 3. Ανακύκλωση με ανάκτηση α. Πετρελαίου β. Νάφθας γ. Αερίου => Δευτερογενής πρώτη ύλη για - Νέα πλαστικά - Χρώματα - Άλλα υλικά 4. Αποικοδομήσιμα πλαστικά α. Βιο-διασπώμενα Βιοδιασπώμενα πλαστικά Πολυγαλακτικό οξύ β. Φωτο-διασπώμενα 8
Θερμοπλαστικά & θερμοστατικά πολυμερή Θερμοπλαστικά & θερμοστατικά πολυμερή Θερμοπλαστικά - Γραμμικά πολυμερή - Μαλακώνουν μετά από θέρμανση & σκληραίνουν μετά από ψύξη => 2/3 πλαστικών παγκοσμίως Θερμοστατικά ή θερμοσκληραινόμενα - Διασταυρωμένα πολυμερή - Μαλακώνουν μετά την πρώτη θέρμανση - Σκληραίνουν μετά την ψύξη & παραμένουν μονίμως σκληρά => Βερνίκια κονσερβών Διάκριση πλαστικών Με βάση την προέλευσή τους 1. Συνθετικά πλαστικά 2. Φυσικά πλαστικά Διάκριση συνθετικών πλαστικών 1. Πολυμερή προσθήκης - Η μακρομοριακή αλυσίδα σχηματίζεται => Με τη συνεχή προσθήκη μορίων μονομερούς στην αλυσίδα με το μηχανισμό ελεύθερων ριζών 2. Πολυμερή συμπύκνωσης => Δυο διαφορετικά μονομερή αντιδρούν & σχηματίζουν νέο μονομερές το οποίο πολυμερίζεται Ουσίες που προστίθενται για την παραγωγή των πλαστικών 1. Πληρωτικά υλικά: Αύξηση αντοχής & μείωση κόστους π.χ. Αμίαντος, χαρτί, λιγνίνη, αιθάλη + Οργανοσιλάνια: Ουσίες σύνδεσης πληρωτικών ουσιών & πλαστικού 2. Πλαστικοποιητές Τοξικές ουσίες => απαγορεύονται για τρόφιμα Δύσκαμπτα πλαστικά => Εύκαμπτα & ευκατέργαστα 3. Σταθεροποιητές: Για προστασία από - Φως: Απορροφητές υπεριώδους ακτινοβολίας (PVC, PVDC) - Οξυγόνο: Αντιοξειδωτικά (Φαινολικές ουσίες) 4. Αντιστατικά π.χ. Αμίνες => Αποφυγή στατικού ηλεκτρισμού => Κίνδυνος πυρκαγιών, Συγκράτηση σκόνης 5. Άλλα πρόσθετα - Συντηρητικά => Προστασία από μικροοργανισμούς - Λιπαντικά => Διευκολύνουν τη μορφοποίηση - Διογκωτικά => Παραγωγή αφρώδους πλαστικού Κρυσταλλική & άμορφη δομή πλαστικών Υψηλές θερμοκρασίες: Πλαστικά = Υγρά => Άμορφη μάζα από μακρομοριακές αλυσίδες σε κουβάρι Ψύξη σε θερμοκρασία κρυσταλλικής τήξης (Tm) => Στερεοποίηση πολυμερούς => Κρυσταλλική δομή: Ευθυγράμμιση αλυσίδων => Κρυσταλλικά πολυμερή => Ημικρυσταλλική δομή: Nησίδες κρυσταλλικής δομής που περιβάλλοντα από άμορφη μάζα => Ημι-κρυσταλλικά πολυμερή Πολλά θερμοπλαστικά παραμένουν ρευστά με υψηλό ιξώδες (γυαλί) => Εύθραυστα σε χαμηλές θερμοκρασίες - Ψύξη σε θερμοκρασία υαλώδους μετάπτωσης (Tg) => Μεταβολή:Μαλακά & Ελαστικά Στερεά & Εύθρυπτα => Άμορφα πολυμερή Επίδραση της δομής στις ιδιότητες του πλαστικού Άμορφα πολυμερή - Διαφανή - Πολύ χαμηλές τιμές Tg - Μαλακά & ελαστικά σε χαμηλές θερμοκρασίες => Κατάλληλα για συσκευασία καταψυγμένων Κρυσταλλικά πολυμερή - Αδιαφανή - Αύξηση κρυσταλλικότητας => Αύξηση σταθερότητας σε υψηλές θερμοκρασίες - Πολύ υψηλές τιμές Tm => Κατάλληλα για συσκευασία αποστείρωσης - Σε θερμοκρασίες ψυγείου => Εύθρυπτα 9
Οπτικές ιδιότητες πλαστικών Διαπερατότητα στο φως = Διερχόμενο φως / προσπίπτον φως => Διαφανή (transparent) πλαστικά Αδιαφανή (opaque) πλαστικά Στιλπνότητα = Λόγος αντανάκλασης πλαστικού/καθρέπτη - Στιλπνή επιφάνεια = ελκυστική εμφάνιση Διαύγεια πλαστικού - Δυνατότητα διάκρισης αντικειμένων πίσω από το πλαστικό - Διαυγές πλαστικό => Σταθερό δείκτη διάθλασης σε όλο το πάχος Θαμπάδα = γαλακτερή ή θολή εμφάνιση - Ατέλειες στην επιφάνεια => Διάχυση φωτός Πλαστικά προσθήκης = Παράγωγα του αιθυλενίου Πολυμερισμός Τύποι πολυαιθυλενίου Polyethylene, PE 1. Πολυαιθυλένιο χαμηλής πυκνότητας - Low density polyethylene, LDPE 2. Πολυαιθυλένιο υψηλής πυκνότητας - High density polyethylene, HDPE 3. Γραμμικό πολυαιθυλένιο χαμηλής πυκνότητας - Linear low density polyethylene, LLDPE 4. Συμπολυμερή του αιθυλενίου - Αιθυλεν-οξικός βινυλεστέρας, EVA - Αιθυλενο-βινυλική αλκοόλη, EVOH - Ιονομερή, Ionomers Ιδιότητες PE LDPE Παράγεται σε συνθήκες: υψηλών πιέσεων (1000-3000 atm) & υψηλών θερμοκρασιών (100-350 o C) => Διακλαδιζόμενη δομή μακρομοριακής αλυσίδας - Χαμηλή πυκνότητα 0.910-0.940 g/cm 3 - Χαμηλό κόστος παραγωγής - Παρεμποδίζεται η ευθυγράμμιση αλυσίδων => Περιορισμένη κρυσταλλική δομή (50%) - Χαμηλή τιμή T m = 98 o C => Μαλακώνει - Ακατάλληλο για υλικό αποστείρωσης - Μαλακό & εύκαμπτο υλικό => Αίσθηση κηρού - Ελαστικό στους - 60 o C => Κατάλληλο για καταψυγμένα 10
LDPE - Στεγανότητα: Καλή στους υδρατμούς, Διαπερατό σε O 2 & CO 2 - Ευαίσθητο στα λίπη & έλαια => Ακατάλληλο για συσκευασία τους - Σε επαφή με αιθέρια έλαια =>Ράγισμα περιβαλλοντικής καταπόνησης - Το πλέον αδρανές πλαστικό - Το πλαστικό με τις περισσότερες εφαρμογές (χαμηλό κόστος, ευκαμψία) =>Η μεμβράνη : Θερμοσυγκολλάται, συρρικνώνεται, τεντώνει => Μετατρέπεται σε αφρώδες & κυψελωτό υλικό (Ευπαθή προϊόντα) HDPE Παράγεται σε συνθήκες: Χαμηλών πιέσεων (έως 40 atm) & Χαμηλών θερμοκρασιών (50-70 o C) => Δομή αλυσίδας: Γραμμική & μη διακλαδιζόμενη Συνέπεια: 1. Υψηλή πυκνότητα 0.94-0.96 g/cm 3 2. Υψηλή τιμή T m = 137 o C - Κατάλληλο για υλικό αποστείρωσης 3. Κρυσταλλική δομή (90%) - Σκληρό & δύσκαμπτο => Πολλαπλές εφαρμογές - Μεμβράνη με οπές για Φ & Λ, πρ. Αρτοποιίας - Φιάλες & άλλα μέσα για αποστείρωση - Βαρέλια για έντονα διαβρωτικά προϊόντα - Κιβώτια μεταφοράς για γάλα, μπύρα, κλπ. LLDPE Παράγεται σε συνθήκες - Όμοιες με HDPE + ενσωμάτωση αλκενίων => Εμποδίζεται η έντονη διακλάδωση - Ίδια πυκνότητα με LDPE - Συνδυασμός ιδιοτήτων LDPE & HDPE Από LDPE: - Οπτικές ιδιότητες (διαύγεια) - Ικανότητα θερμοσυγκόλλησης Από HDPE: - Μηχανικές ιδιότητες & αντοχή EVA Αιθυλενοξικός βινυλεστέρας Συμπολυμερές του PE με 6-8% οξικό βινυλεστέρα Εφαρμογές: - Συγκολλητικό μεμβρανών σε πολύφυλλες μεμβράνες - Μεμβράνες LDPE με καλύτερες ιδιότητες -- Θερμοσυγκόλληση σε χαμηλές θερμοκρασίες -- Ευκαμπτότητα σε βαθειά κατάψυξη -- Αντοχή στο σχίσιμο => Συσκευασία κολονών πάγου Αιθυλένο-βινυλική αλκοόλη (EVOH) Παράγεται από 55-70% EVA + μεθανόλη => Βινυλική αλκοόλη Έχει τη χαμηλότερη διαπερατότητα σε O 2 από όλα τα πλαστικά => Καταλληλότερο για προστασία τροφίμων από το Ο 2 Είναι υγροσκοπικό λόγω ΟΗ - Πρόσληψη υγρασίας => Αύξηση διαπερατότητας => Αποφυγή: Ενδιάμεσο στρώμα σε πολύφυλλες μεμβράνες με χαμηλή διαπερατότητα σε υδρατμούς EVOH 11
EVOH Συγκριτικά πλεονεκτήματα σε σχέση με το PVDC - Μικρότερη πυκνότητα, χαμηλότερο κόστος - Όχι χλώριο => Όχι διοξίνες Άλλες ιδιότητες - Καλές μηχανικές ιδιότητες - Τελείως αδρανές => Συσκευασία χυμών, μαγιονέζας, λιπαρών τροφίμων Ιονομερή Άτομα Η σε COOH έχουν αντικατασταθεί με άτομα Na ή Zn Ιδιότητες - Εξαιρετική προσκόλληση σε φύλλα αλουμινίου - Θερμοσυγκόλληση => Ισχυρή αμέσως μετά την κατασκευή της => Ακόμη & σε επιφάνειες καλυμμένες με προϊόν - Αντοχή στο σχίσιμο => Συρρικνωμένη συσκευασία προϊόντων με αιχμηρές επιφάνειες PP Πολυπροπυλένιο Ατακτικό PP - Άμορφη δομή, μαλακό & κολλώδες, - Συγκολλητικό μέσο Με τη βοήθεια καταλύτη => Ισοτακτικό ή προσανατολισμένο OPP - Κρυσταλλική δομή - Το ελαφρότερο πλαστικό (0.9 g/cm 3 ) Μεμβράνη OPP - Διαυγής & στιλπνή - Ανθεκτική στο σχίσιμο - Ανθεκτική στους 140-150 ο C => Κατάλληλο για φούρνους μικροκυμάτων Εφαρμογές: - Πολλαπλές, Κύπελλα γιαούρτης PVC Πολυβινυλοχλωρίδιο Παράγεται σε χαμηλές πιέσεις στους 40-70 ο C - Ατακτικό => άμορφη δομή - Διαυγές, στιλπνό & σκληρό - Στεγανό σε Η 2 Ο & Ο 2 - Αντίσταση σε λίπη & έλαια => Φιάλες Μεμβράνη PVC - Τεντώνει 50% => Περιτύλιξη - Συρρικνώνεται => Συρρικνωμένη συσκευασία - Ανθεκτική σε λίπη & υψηλές Θ/ες => Σακίδια μαγειρικής boil-in-bag Μειονεκτήματα - Περιέχει χλώριο => Διοξίνες Υψηλή πυκνότητα => κόστος => Μονομερές, αρχικά καρκινογόνο, σήμερα επιτρεπτό, όριο <1ppm => Εξάτμιση πλαστικοποιητών => Εύθρυπτο PVDC Πολυβινυλιδενοχλωρίδιο Περιέχει 2 χλώρια - Υψηλή πυκνότητα 1.7 g/cm 3 - Μεγάλο κόστος παραγωγής => Παράγεται ως συμπολυμερές με PVC (5-50%) Ιδιότητες PVC/PVDC - Στεγανότητα περίπου ίδια με EVOH => Πλεονέκτημα: Μη υγροσκοπικό => Δεν επηρεάζεται από τη Σχ. Υγρ. => Μειονέκτημα: - Μεγαλύτερη πυκνότητα, υψηλότερο κόστος - Περιέχει χλώριο => Διοξίνες Άλλες ιδιότητες - Ισχυρή θερμοσυγκόλληση - Αντοχή σε υψηλές Θ ες => αποστείρωση - Συρρικνώνεται στους 70 o C => Συρρικνωμένη συσκευασία PTFE Πολυτετραφθοροαιθυλένιο Εμπορικό όνομα: Teflon & fluon Δεσμοί F-C: Ισχυρότεροι στη φύση => Το πλέον αδρανές σε χημικά μέσα Λεία κηρώδη επιφάνεια Χαμηλό συντελεστή τριβής => Τράπεζες κοπής κρέατος Αντέχει σε θ ες -100 ο C έως +300 ο C Σχηματισμός επικίνδυνων ουσιών στους 540 ο C Δεν καίγεται Μαλακώνει στους 327 ο C Δεν κολλά => Επικάλυψη τηγανιών 12
PTFCE Πολύ-τριφθορο-αιθυλένιο Σχηματίζει μεμβράνη Εμπορικό όνομα: Aclar Στεγανότητα στους υδρατμούς = Εφάμιλλη του φύλλου αλουμινίου PS Πολυστυρόλιο ή Πολυστερίνη Ατακτικό => Άμορφη δομή - Διαυγές, σκληρό & εύθρυπτο Ευαίσθητο σε κτυπήματα, προσκρούσεις, συμπίεση Μαλακώνει στους 90-100 o C => Όχι αποστείρωση Πτώση : Υπόκωφος μεταλλικός ήχος Εφαρμογές: - Κύπελλα - Αφρώδη & διογκωμένα υλικά συσκευασίας PET Πολυτερεφθαλικός αιθυλεστέρας Πολυμερές συμπύκνωσης - Το πλέον ανακυκλώσιμο πλαστικό PET Πολυτερεφθαλικός αιθυλεστέρας Ιδιότητες - Εξαιρετική αντοχή - Διαυγές - Χαμηλή διαπερατότητα σε Ο 2 & CO 2 - Εύκαμπτο από -70 έως 135 o C - Δεν θερμοσυγκολλείται => Επικάλυψη με LDPE ή PVDC Εφαρμογές: - boil-in-bag (+ 135 o C ) - Φιάλες ανθρακούχων αναψυκτικών (Αντοχή, CO 2 ) - Φιάλες μεταλλικών νερών (Διαύγεια) PA Πολυαμίδια, γνωστά ως Nylon Ιδιότητες & εφαρμογές ως το PET - Κρυσταλλική δομή - Σκληρά & αδρανή - Αντοχή στο σχίσιμο & τρύπημα Πολυαμίδια (Nylon) - Εύρος θερμοκρασιών -60 ο έως 200 o C => Κατάλληλο για αποστείρωση - Διαπερατότητα: Υψηλή σε Η 2 Ο Χαμηλή σε Ο 2 & πτητικές ουσίες - Πρόβλημα: Υψηλό κόστος, υγροσκοπικό Υψηλές θ ες θερμοσυγκόλλησης Nylon σε άμορφη δομή: - Εξαιρετική αντοχή, Κρυσταλλική διαύγεια - Χαμηλή διαπερατότητα σε Ο 2 => Φιάλες, βάζα, άλλα μέσα συσκευασίας 13
Αναγεννημένη κυτταρίνη ή σελοφάν Σελοφάν = διαφανής κυτταρίνη Παράγεται από καθαρή κυτταρίνη Πολτός ξύλου > (NaOH, CS 2 ) > Βισκόζη > (H 2 SO 4 ) > Καθαρή κυτταρίνη Απλή μεμβράνη σελοφάν => Περιορισμένη εφαρμογή - Στιλπνή & διαφανής, Σχίζεται εύκολα - Δεν θερμοσυγκολλείται - Στεγανή σε αέρια, διαπερατή σε Η 2 Ο - Αναπνέον φιλμ => Συσκευασία φρούτων, λαχανικών & ψωμιού - Υγροσκοπικό Επικαλυμμένη μεμβράνη => Ευρεία εφαρμογή - Με νιτροκυτταρίνη => Στεγανή σε υδρατμούς - Με PVC/PVDC => Στεγανή στο οξυγόνο - Με LDPE => Θερμοσυγκόλληση - Με PVC => Προσαρμογή σε μηχανικές καταπονήσεις Εμπορικός Κώδικας: π.χ. 445 ΜΧΧΤ/S Πλαστικές μεμβράνες Απλή μεμβράνη: Πάχος <0.1mm Πλαστικό φύλλο: Πάχος > 0.375 mm Κατασκευή => Εξώθηση Προσανατολισμένες μεμβράνες Μοναξονικός & διαξονικός προσανατολισμός Βελτίωση μηχανικών ιδιοτήτων 15% μικρότερη διαπερατότητα σε υδρατμούς Μεμβράνες περιτύλιξης Ικανότητα να τεντώνουν χωρίς θέρμανση => Περιτύλιξη τροφίμων & αντικειμένων Εύκολη προσκόλληση ελεύθερου άκρου Τέντωμα => Προσανατολισμός πολυμερούς => Αύξηση ακαμπτότητας & αντοχής Κατάλληλες μεμβράνες - LDPE, LLDPE, EVA - PP => Τέντωμα μέχρι 600% - PVC Επικαλυμμένες μεμβράνες Στόχος: Η βελτίωση των ιδιοτήτων της βασικής μεμβράνης που επικαλύπτεται Σελοφάν με PVDC => Μείωση διαπερατότητας σε Ο 2 Σελοφάν με νιτροκυτταρίνη => Μείωση διαπερατότητας σε Η 2 Ο Σελοφάν με LDPE => Θερμοσυγκόλληση Μεταλλιζέ μεμβράνες Βελτιώνουν - Την ελκυστικότητα - Τις στεγανοποιητικές ιδιότητες - Αντανακλούν το φως 14
Πολύφυλλες μεμβράνες Αλλεπάλληλα στρώματα πλαστικών μεμβρανών με ή όχι άλλα εύκαμπτα υλικά συσκευασίας Συγκόλληση με ειδικές κόλλες Εξασφάλιση συνδυασμού ιδιοτήτων για την άριστη συσκευασία προϊόντος Μεμβράνες συνεξώθησης Αλλεπάλληλα στρώματα πλαστικών μεμβρανών Εξέρχονται ταυτόχρονα από τον εξωθητή - Αποτελούν ενιαία μεμβράνη & δεν αποχωρίζονται - Έχουν χαμηλότερο κόστος Εξασφάλιση συνδυασμού ιδιοτήτων για την άριστη συσκευασία προϊόντος Εύκαμπτη συσκευασία Υλικά εύκαμπτης συσκευασίας - Πλαστικές μεμβράνες - Χαρτί - Φύλλο αλουμινίου Είδη εύκαμπτης συσκευασίας - Περιτύλιξη - Σάκοι & σακίδια - Σακίδια μαγειρικής - Σακίδια αποστείρωσης - Bag-in-box - Συρρικνωμένη συσκευασία - Επιδερμική συσκευασία Σακίδια μαγειρικής (Συσκευασία boil-in-bag) Ανθεκτική στις συνθήκες από την κατάψυξη στη χύτρα βρασμού Επιτρέπει τη διείσδυση της απαιτούμενης ποσότητας νερού για το βράσιμο Κατάλληλες μεμβράνες: PP, Nylon, PET, HDPE Σακίδια αποστείρωσης (Retort pouches) Ιδιότητες μεμβρανών - Πλήρης στεγανότητα - Εξαιρετική αντοχή σε συνθήκες αποστείρωσης Πολύφυλλη μεμβράνη από PET/Alu ή Nylon ή EVOΗ ή PVDC/PE ή PP, Γιατί?? Πλεονεκτήματα έναντι κονσερβών & βάζων - Γρηγορότερος ρυθμός θέρμανσης & ψύξης => Μείωση χρόνου 30-50% => Καλύτερη ποιότητα - Επαναθέρμανση στο σακίδιο 3-5 λεπτά - Ασφαλές άνοιγμα - Μικρό βάρος & όγκο κενών => Οικονομία μεταφοράς & αποθήκευσης - Ιδανικά για στρατό, ορειβάτες, εκδρομείς Μειονεκτήματα - Μικρό μέγεθος - Δυσκολίες πλήρωσης & επεξεργασίας Συσκευασία Bag in box Αποτελείται από πλαστική σακούλα σε χάρτινο κουτί ως μέσο στήριξης Η πλαστική σακούλα από πολύφυλλη μεμβράνη - Απόλυτα στεγανή στο οξυγόνο & φως - Συρρικνώνεται με την έξοδο του προϊόντος χωρίς να επιτρέπει την είσοδο αέρα Εφαρμογές: Ρευστά προϊόντα ευαίσθητα στο οξυγόνο & φως που καταναλώνονται σταδιακά 15
Συρρικνωμένη συσκευασία (Shrink packaging) Μεμβράνη διαξονικά προσανατολισμένη Εφαρμογή κενού => Σχήμα προϊόντος Ελαφρά θέρμανση συσκευασμένου προϊόντος => Έντονη συρρίκνωση & επαφή πλαστικού με το προϊόν Επιδερμική συσκευασία (Skin packaging) Η πλαστική μεμβράνη προσκολλάται στο προϊόν & σχηματίζει φυσικό περίβλημα => Βελτίωση εμφάνισης Εφαρμογές: Cook-in-ham, Νωπό κρέας, Ιχθυηρά Εδώδιμες μεμβράνες & επικαλύψεις Παράγονται από φυσικά πολυμερή => Μπορούν να καταναλωθούν μαζί με το τρόφιμο Ενεργούν βοηθητικά προς την κύρια συσκευασία => Βελτιώνουν την ποιότητα Αυξάνουν τη διάρκεια συντήρησης Εδώδιμες μεμβράνες & επικαλύψεις Πλεονεκτήματα - Δεν δημιουργούν απόβλητα - Είναι βιοδιασπώμενα => φιλικά στο περιβάλλον - Μέσα ενσωμάτωσης χρωστικών, ουσιών οσμής και γεύσης, συντηρητικών - Συσκευασία και επικάλυψη μεμονομένων τεμαχίων - Μέσο διαχωρισμού συστατικών σε στρώματα (Pizza) - Μέσο ενθυλάκωσης ουσιών & ενσωμάτωσης σε τρόφιμα Μετανάστευση από πλαστικά Ουσίες που μεταναστεύουν - Μονομερή & ολιγομερή πλαστικών Βινυλοχλωρίδιο, ακρυλονιτρίλιο, στυρόλιο, BPA - Πρόσθετα κατασκευής πλαστικών - Ουσίες σχηματιζόμενες κατά την κατασκευή του περιέκτη Αλδεΰδες (ακεταλδεΰδη), κετόνες - Συγκολλητικές ουσίες - Μελάνες Πολυκαρβονικά Bis Phenol A (BPA) 16
Μετανάστευση από πλαστικό περιέκτη σε στερεό προϊόν Μηχανισμός μετανάστευσης: Διάχυση Μετανάστευση σε υγρά προϊόντα Προσρόφηση υγρού προϊόντος στο πλαστικό Διόγκωση πλαστικού στο στρώμα προσρόφησης Αύξηση του συντελεστή διάχυσης Μεταφορά ουσιών από το διογκωμένο στρώμα στο προϊόν: => Με έκπλυση => Εντονότερη σε περιέκτη με λεπτά τοιχώματα (<20 μm) - Αρχικό στάδιο μετανάστευσης: m = f (C o, t 1/2 ) - Μετά από 5 ημέρες στους 40 ο C: m = f (t 1/2 ) => Σταθερή Παράγοντες που επηρεάζουν τη μετανάστευση 1. Χρόνος επαφής M = f (τετραγωνικής ρίζας χρόνου επαφής) Παράγοντες που επηρεάζουν τη μετανάστευση 3. Η θερμοκρασία 2. Επιφάνεια επαφής M = f (επιφάνειας επαφής) Κύλινδρος 500 ml μπορεί να έχει τις εξής διαστάσεις: Ελάχιστη επιφάνεια επαφής όταν Χ = (h/r) 1/3 = 1.25 => Ο κύλινδρος αυτός θα έχει την ελάχιστη μετανάστευση => Συσκευασία υγρών προϊόντων σε περιέκτες >1 λίτρου Παράγοντες που επηρεάζουν τη μετανάστευση 4. Συγκέντρωση ουσίας στον περιέκτη 5. Μοριακό βάρος ουσίας ΜΒ < 300 => Σημαντική μετανάστευση ΜΒ > 1200 => Πολύ περιορισμένη 6. Μοριακή δομή της ουσίας Γραμμικά μόρια => Γρηγορότερη διάχυση 7. Φύση προϊόντος Τρόφιμα που διαλυτοποιούν μέσα στο πλαστικό την ουσία που μεταναστεύει => Αυξάνουν τη μετανάστευση Παράγοντες που επηρεάζουν τη μετανάστευση 8. Η δομή του πλαστικού 17
ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΜΕΤΑΛΛΙΚΗ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ-1 Ανοξείδωτος χάλυβας Εφαρμογές - Μαγειρικά σκεύη - Αντικείμενα οικιακής χρήση - Μηχανολογικός εξοπλισμός Ιδιότητες 1. Αντοχή στη διάβρωση Cr>12% => Οξείδιο Cr-Fe Σταθερό Cr + C => Καρβίδια Cr => Μείωση αντοχής Για σταθερή αντοχή => + Νικέλιο 8% + Μολυβδένιο 2-4% 2. Αδρανές υλικό 3. Καθαρές επιφάνειες Λευκοσίδηρος Στάδια παραγωγής Εξέλαση => διαμόρφωση σε φύλλο - Απλή εξέλαση (0.2 mm), Γενικής χρήσης - Διπλή εξέλαση (0.1-0.12 mm) => Αντοχή Επικασσιτέρωση - Θερμή εμβάπτιση - Ηλεκτρολυτική μέθοδος + Στίλβωση Παθητικοποίηση => Διάλυμα HCrO 4 ή KCrO 4 Αντοχή στη διάβρωση Λίπανση => Επάλειψη με λάδι, Γιατί?? Πλεονεκτήματα Αυξημένη σκληρότητα Αντοχή στις πιέσεις στη θερμική επεξεργασία Πλήρη στεγανότητα Αντίσταση στη διάβρωση αν λακκαριστεί σωστά Μορφοποιείται, λακάρεται, λιθογραφείται εύκολα Χαμηλό κόστος Ικανοποιητική εμφάνιση Καλή θερμική αγωγιμότητα Ευνοϊκή επίδραση σε εμφάνιση, οσμή, γεύση των τροφίμων Μειονεκτήματα - Περιορισμένη δυνατότητα σχημάτων - Κόστος μεταφοράς Εφαρμογές λευκοσιδήρου Κονσέρβες & δοχεία λευκοσιδήρου Τύποι λευκοσιδήρου L : Ανθεκτικός στη διάβρωση => Για τρόφιμα έντονα διαβρωτικά MR : Ο πλέον κοινός, Για όλα τα τρόφιμα N : Για περιέκτες με αντοχή στην ακαμψία D : Για κονσέρβες δυο τεμαχίων Κ : Με συνεχές στρώμα κράματος Fe-Sn 0.4-1.2g/m 2 18
Επιχρωμιωμένος χάλυβας TFS Ιδιότητες - Δεν μπορεί να ηλεκτροσυγκοληθεί => Μόνο κονσέρβες 2 τεμαχίων, Γιατί?? & Καλύματα κονσερβών λευκοσιδήρου - Μειωμένη αντοχή στη διάβρωση => Βερνίκωμα & από τις 2 πλευρές Όχι σε καλύματα με εύκολο άνοιγμα, Γιατί?? Πλεονεκτήματα - Ελαφρύ υλικό - Αντίσταση στην ατμοσφαιρική διάβρωση - Πλήρη στεγανότητα - Αδρανές => Δεν επηρεάζει τη γεύση Δεν προσδίδει οσμές - Μαλακό & εύκαμπτο - Λεία & ελκυστική επιφάνεια => Εύκολη διακόσμηση - Καλή θερμική & ηλεκτρική αγωγιμότητα - Ανακυκλώνεται εύκολα => Εξοικονόμηση 95%ενέργειας Αλουμίνιο Μειονεκτήματα Υψηλό κόστος Μειωμένη αντοχή & διάρκεια ζωής ως προς λευκοσίδηρο Προβλήματα λεύκανσης σε ορισμένα τρόφιμα Όχι για προϊόντα με θέρμανση σε φούρνους μικροκυμάτων Μόνο κονσέρβες 2 τεμαχίων Κονσέρβες 3 τεμαχίων Κονσέρβες 2 τεμαχίων Αλουμινίου, Λευκοσιδήρου, TFS Κονσέρβες 2 τεμαχίων Εξέλασης & Σιδηρώματος (D&I) Λεπτά τοιχώματα Συσκευασία μπίρας, αναψυκτικών & προϊόντων με CO 2 Κονσέρβες 2 τεμαχίων Συνεχούς εξέλασης (DRD) Έχουν παχύτερα τοιχώματα Συσκευασία προϊόντων θερμικής επεξεργασίας 19
Κονσέρβες 2 τεμαχίων Πλεονεκτήματα - Μια διπλή ραφή => Ασφάλεια Ευκολία κατασκευής - Οικονομία μετάλλου - Συνεχής επιφάνεια => Ελκυστική διακόσμηση - Αποτελεσματικότερο εσωτερικό βερνίκωμα => Περιορισμός διάβρωσης Νεότερη εξέλιξη - Κονσέρβες 2 τεμ. από TFS & επικάλυψη επιφανειών με PET Νεότερες εξελίξεις στις μεταλλικές συσκευασίες Κονσέρβες λευκοσιδήρου ενός τεμαχίου με δακτυλίδι στον κορμό στο οποίο θερμοσυγκολλάται μεμβράνη αλουμινίου με άνοιγμα easy peel Κονσέρβες ψαριών ορθογώνιες με άνοιγμα easy peel Νεότερες εξελίξεις στις μεταλλικές συσκευασίες Περιέκτες αλουμινίου με κάλυμμα από φύλο αλουμινίου που αφαιρείται με δακτύλιο έλξης, easy open end, ή easy peel και βιδωτό πώμα μορφοποιημένους περιέκτες αλουμινίου. Νεότερες εξελίξεις στις μεταλλικές συσκευασίες Κονσέρβες λευκοσιδήρου ή αλουμινίου,dot top, σημείο πίεσης στο καπάκι για άνοιγμα Klick klack άνοιγμα Νεότερες εξελίξεις στις μεταλλικές συσκευασίες Σχεδιασμός Διαφορετικά σχήματα και μεγέθη Σχεδιασμένα καλύμματα Χρωματισμένα καλύμματα Εκτυπωμένο πώμα Εκτυπωμένα άκρα στα καλύμματα 20
Νεότερες εξελίξεις στις μεταλλικές συσκευασίες Νεότερες εξελίξεις στις μεταλλικές συσκευασίες Οικολογική συνείδηση σεβασμός στο περιβάλλον Μείωση ποσότητας μετάλλου που χρησιμοποιείται Ανακύκλωση των μεταλλικών συσκευασιών και προσπάθεια κατασκευής 100% ανακυκλούμενων περιεκτών ώστε να μειώνονται και τα παραπροϊόντα των βιομηχανιών κατασκευής των. Προσπάθειες για επαναχρησιμοποίηση κάποιων μεταλλικών συσκευασιών Διάβρωση κονσερβών Διάβρωση => Καταστροφή μετάλλου λόγω ηλεκτροχημικών αντιδράσεων με το περιβάλλον του Διάβρωση κονσερβών Μεταφορά μετάλλων στο τρόφιμο Μεταβολές στην οσμή & γεύση Κίνδυνος για την υγεία καταναλωτή Πιθανή διαρροή προϊόντος Διάβρωση κονσερβών Ηλεκτρολύτης?? Μέσο=>Η 2 Ο => Ιόντα Βύθιση μεταλλικής ράβδου σε διάλυμα ηλεκτρολύτη με ιόντα του ίδιου μετάλλου Δημιουργία διαφοράς δυναμικού = Δυναμικό οξειδοαναγωγής Σύστημα μετάλλου ηλεκτρολύτη = Ημιστοιχείο Γαλβανικό στοιχείο 2 μέταλλα με διαφορετικό Ε Η - Στον ίδιο ηλεκτρολύτη - Συνδεδεμένα μεταξύ τους => Μετακίνηση e -, Πως?? Γαλβανικό στοιχείο Άνοδος (-) => Μέταλλο με τη μεγαλύτερη αρνητική τιμή Ε Η Φθείρεται Κάθοδος (+) => Μέταλλο με τη μικρότερη αρνητική τιμή Ε Η Προστατεύεται Παράγοντες που επηρεάζουν το ρυθμό διάβρωσης μετάλλου 1. Θερμοκρασία - Αύξηση θ ας => Αύξηση ρυθμού διάβρωσης 2. Πόλωση ηλεκτροδίων = Αλλαγή της ηλεκτροχημικής σειράς των μετάλλων => Μείωση της ΔU => Μείωση διάβρωσης 3. Πόλωση καθόδου: 2H + => 2 e - + H 2 => Στρώμα φυσσαλίδων => Μη επαφή ηλ/τη & καθόδου => Αντιστροφή ροής e - 4. Επιβραδυντές ή παρεμποδιστές διάβρωσης => Κολλοειδείς ουσίες προσκολλούμενες στα ηλεκτρόδια σταματούν τη διάβρωση 5. Παθητικοποίηση - Σχηματισμός οξειδίων στην επιφάνεια των μετάλλων - Σταθερά στην επίδραση του ηλεκτρολύτη => Διακοπή διάβρωσης 21
Διάβρωση αλακάριστων κονσερβών 1. Με αποκασσιτέρωση => 2. Με βελονισμό Διάβρωση αλακάριστων κονσερβών Αποκασσιτέρωση Κανονική αποκασσιτέρωση 3-4 mg/kg.μήνα - Προϊόντα με χαμηλό ph: ανανάς, ροδάκινο, βερίκοκο, εσπεριδοειδή - Προϊόντα πλούσια σε θειούχα αμινοξέα: κρέας, ψάρια, λαχανικά, γαλακτοκομικά Ταχεία αποκασσιτέρωση - Έντονη παραγωγή H 2 - Μεταφορά πολύ Sn στο προϊόν Συμβαίνει όταν: - Λεπτό στρώμα κασσιτέρου - Παρουσία επιταχυντών διάβρωσης νιτρικά, ανθοκυάνες, χρωστικές - Σε προϊόντα έντονα διαβρωτικά π.χ. Χυμός λεμονιού, μούρα, φράουλες, πρ. τομάτας, σπανάκι, φασολάκια, σπαράγγι Στάδια αποκασσιτέρωσης σε κονσέρβα με όξινα τρόφιμα Έναρξη με το κλείσιμο της κονσέρβας 1 ο Χωρίς παραγωγή Η 2, λόγω παρουσίας ελάχιστου οξυγόνου & επιταχυντών διάβρωσης 2 ο Μικρή παραγωγή Η 2, περίπου 2 έτη 3 ο Έντονη παραγωγή Η 2, διάλυση σιδήρου, διόγκωση κονσέρβας Τοξικότητα κασσιτέρου Μικρή ποσότητα Sn - Κανένα πρόβλημα - Βελτίωση γεύσης (Ντομάτα) Υψηλές συγκεντρώσεις Sn Sn>300 ppm κομπόστα Sn>800 ppm πορτοκαλάδα - Ελαφρές δηλητηριάσεις Προδιαγραφές ΚΤ Sn<150 ppm αναψυκτικά Sn<250 ppm τρόφιμα Άλλες χώρες 100-150 ppm Διάβρωση αλακάριστων κονσερβών Με βελονισμό Σε προϊόντα έντονα διαβρωτικά Αναψυκτικά με φωσφορικό οξύ Κονσέρβες αχλαδιών Παράγοντες που αυξάνουν τη διαβρωτική ικανότητα Οργανικά οξέα Φωσφορικά Φυσικές & συνθετικές χρωστικές Επιταχυντές διάβρωσης - Οξυγόνο - Νιτρικά - Θειούχες ενώσεις 22
Βερνίκωμα κονσερβών Στόχος => Αποφυγή διάβρωσης Αύξηση διάρκειας ζωής της κονσέρβας Μείωση απαιτήσεων σε επικασσιτέρωση Ελκυστικότερη εμφάνισης προϊόντος Απαιτήσεις κονσερβοποιημένων προϊόντων σε βερνίκωμα Κονσέρβες γυμνού σώματος & βερνικωμένων άκρων - Μανιτάρια, σπαράγγι, καρότα, πρ. ντομάτας, μήλα, αχλάδια, ροδάκινα Κονσέρβες βερνικωμένου σώματος & άκρων - Προϊόντα χαμηλής διαβρωτικής ικανότητας Λαχανικά, κρέατα, μαγειρεμένα φαγητά Κονσέρβες επαναβερνικωμένες ή με επαναβερνικωμένη την πλάγια ραφή - Προϊόντα με έντονη διαβρωτική ικανότητα (Πίνακας 3.6) - Προϊόντα με επιταχυντές διάβρωσης Κονσέρβες με ειδικό βερνίκι - Προϊόντα με επιταχυντές διάβρωσης - Προϊόντα πλούσια σε θειούχες ουσίες (Θειούχος κηλίδωση) - Προϊόντα ευαίσθητα σε ίχνη Sn, Χυμοί & φρούτα με ανθοκυανίνες - Προϊόντα ευαίσθητα σε ίχνη Fe, Μπύρα & αναψυκτικά Θειούχος κηλίδωση Προϊόντα πλούσια σε θειούχες ενώσεις => Θέρμανση => Θειούχες ενώσεις => Θειούχες κηλίδες => Ακίνδυνες - Ντοματοπολτός, αρακάς, καλαμπόκι, Προϊόντα κρέατος, γάλακτος, αλιευμάτων Sn + S => SnS 2 Κηλίδες κυανό-μαύρες Ισχυρά προσκολλημένες Στην καλυμμένη επιφάνεια Fe + S => FeS 2 Κηλίδες μαύρες Χαλαρά συγκρατημένες => Μεταφορά στο τρόφιμο Επιφάνεια ελεύθερου διαστήματος Αντιμετώπιση - Σωστές προδιαγραφές επικασσιτέρωσης - Σωστό βερνίκωμα με προσθήκη ZnO => ZnS Λευκό χρώμα - Γόμωση αργιλίου στα βερνίκια για κρέας=> Απόκριψη κηλίδων Προσοχή: - Όχι ZnO & γόμωση αργιλίου σε όξινα τρόφιμα => Άλατα Αργιλίου & Ψευδαργύρου => Επικίνδυνα Διάβρωση λακαρισμένων κονσερβών Αποκασσιτέρωση - Στην αρχή σκούρες κηλίδες - Έντονη => Αποκόλληση βερνικιού Διάβρωση με βελονισμό - Σε προϊόντα έντονα διαβρωτικά - Κίνδυνος 1. Μεταφορά τοξικών Pb, As 2. Διάτρησης της κονσέρβας Μεταφορά σιδήρου & τοξικών μετάλλων Μεταφορά Fe => Μεταφορά Pb - Συγκέντρωση στο στερεό τμήμα του τροφίμου - Σε ανοιγμένη κονσέρβα => Αύξηση συγκέντρωσης Pb Μεταφορά προϊόντος Συνέπειες μεταφοράς Fe Fe < 100 ppm => Ουδέν πρόβλημα Fe > 100 ppm => Αλλοίωση γεύσης Φ&Λ Εξωτερική διάβρωση κονσερβών Υποβάθμιση εμφάνισης Κίνδυνος διάτρησης Μέτρα αποφυγής - Σωστή επικασσιτέρωση - Σωστό βερνίκωμα - Όχι εκδορές & κτυπήματα - Ταχεία ψύξη κονσερβών - Στέγνωμα κονσερβών - Αποθήκευση σε δροσερό, ξηρό & καλά αεριζόμενο περιβάλλον 23
Διάβρωση αλουμινίου Αλουμίνιο σε επαφή με αέρα => Ανθεκτικό στη διάβρωση Σε περιβάλλον με ph <4 ή ph >9 Το Al 2 O 3 => Διασπάται Διάβρωση αλουμινίου Τρόφιμα με ph >8 => Δεν υπάρχουν => Υπάρχουν τα διαλύματα καθαρισμού => Διάβρωση => Όχι για καθαρισμό εξοπλισμού από αλουμίνιο Κονσέρβες αλουμινίου - Απουσία O 2 => Απομάκρυνση Al 2 O 3 => Διάβρωση - Οξαλικά άλατα (Σπανάκι) => Διάβρωση - Χλωριούχα άλατα => Εντονότερη διάβρωση Αντιμετώπιση: Βερνίκωμα κονσερβών ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΓΥΑΛΙΝΗ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ Φύση του γυαλιού Από φυσικής άποψης: - Υγρό που υπέστη υπέρψυξη => Σε συνθήκες περιβάλλοντος: Άμορφο στερεό, εύθρυπτο & δύσκαμπτο Από χημικής άποψης: - Μίγμα ανόργανων οξειδίων Πρώτες ύλες κατασκευής του γυαλιού Τύποι γυαλιού Κατασκευή γυάλινων περιεκτών - Νατρίου & ασβεστίου = Κοινό γυαλί - Αλουμινίου (20% Al 2 O 3 ) = Ανθεκτικό σε υψηλές θερμοκρασίες - Βορίου, 6% βόριο, (Pyrex) = Ανθεκτικό σε θερμικά σοκ 24
Πλεονεκτήματα γυάλινης συσκευασίας Μειονεκτήματα γυάλινης συσκευασίας 1. Εύθραυστη 2. Μειωμένη αντοχή σε θερμικό σοκ 3. Μεγάλο βάρος 4. Φθορές επιφάνειας 5. Επικίνδυνη η παρουσία θραυσμάτων γυαλιού Μείωση ευθραυστότητας Με αύξηση του πάχους => αντοχής σε εσωτερικές πιέσεις αντοχής σε θερμικά σοκ, αντοχής σε κτυπήματα Με μείωση πάχους & επικάλυψη με πλαστικό (ΡΕ) => στιλπνότητας, απωλειών στις γραμμές πλήρωσης, θορύβων Με αποφυγή απωλειών από θερμικά σοκ: με ανόπτηση Τάσεις στην παραγωγή γυάλινων περιεκτών Λεπτότερα τοιχώματα + Εξωτερική επικάλυψη Μείωση βάρους 20% => Μείωση κόστους μεταφοράς => Εξοικονόμηση α υλών & ενέργειας Αύξηση στιλπνότητας Μείωση θορύβου στις γραμμές Μείωση κινδύνου θραύσης ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΧΑΡΤΙΝΗ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ Χάρτινη συσκευασία Χαρτί = Βάρος φύλλου < 200-300 g/m 2 Χαρτόνι = Βάρος φύλλου > 200-300 g/m 2 Πρώτο χαρτί => 105 μ.χ. στην Κίνα από φύλλα μουριάς 751 μ.χ. Διαδόθηκε στους Άραβες & μετά σε όλο τον κόσμο 25
Χαρτί & χαρτόνι ως υλικά συσκευασίας Πλεονεκτήματα 1. Χαμηλό κόστος 2. Εύκολα διαθέσιμες Α ύλες 3. Μεγάλες δυνατότητες εφαρμογής 4. Δυνατότητα συνδυασμού με άλλα υλικά συσκευασίας 5. Ποικιλία τύπων από πλευράς αδιαφάνειας 6. Ανθεκτικό σε κατάψυξη & φούρνους μικροκυμάτων 7. Προκαλούν τη μικρότερη μόλυνση περιβάλλοντος 8. Δυνατότητα ανακύκλωσης μέχρι 80% Μειονεκτήματα 1. Διαπ/τητα σε υδρατμούς, αέρια, πτητικές & λιπαρές ουσίες 2. Διαβροχή => Απώλεια αντοχής 3. Ανάγκη προστασίας από την υγρασία Παραγωγή χαρτιού/χαρτονιού Πρώτες ύλες - Ξύλο κωνοφόρων (ίνες 2.5 Χ), Άχυρο, Λινάρι, Βαμβάκι, Σπάρτο - Μεταχειριμένο χαρτί Σύσταση ξύλου - Κυτταρίνη 40-45%, Ημικυτταρίνες 15-25%, Λιγνίνες 26-30% Είδη χαρτιού Χαρτί τύπου Kraft Kraft (Σκανδιναβικά) = Δυνατός Βάρος χαρτιού 70-300 g/m 2 Επεξεργασία με θειϊκά άλατα => Αυξημένη αντοχή Σάκοι 25-50 kg για άλευρα, ζάχαρη, τσιμέντα Διακρίνεται σε - Λευκασμένο για συσκευασίες τροφίμων - Καστανό για περιτυλίξεις Χαρτί επεξεργασμένο με θειώδη Ελαφρότερο από το Kraft Χρώμα λευκό Κατάλληλο για εκτύπωση Τσάντες σακούλες Λαδόχαρτο Υφίσταται ειδική επεξεργασία => Σπάσιμο ινών κυτταρίνης => Προσρόφηση νερού => Αντίσταση στη διείσδυση λιπαρών ουσιών Περιτύλιξη λιπαρών τροφίμων - Κρέας, ψάρια, γαλακτοκομικά προϊόντα 26
Χαρτί γλασσέ Περγαμινόχαρτο Δέχεται την επεξεργασία του λαδόχαρτου + Θέρμανση & συμπίεση όταν είναι ακόμη υγρό => Στιλπνό, διαφανές & με λεία επιφάνεια εύθρυπτο => Μεγαλύτερη αντίσταση σε σχέση με λαδ/ρτο στις λιπαρές & πτητικές ουσίες => Διαπερατό σε υδρατμούς Ευαίσθητο στην υγρασία Συσκευασία φρέσκου καφέ Παράγεται από καθαρή κυτταρίνη Βύθιση χαρτοπολτού σε διάλυμα πυκνού H 2 SO 4 => Διογκώνει & καταστρέφει τις ίνες κυτταρίνης Εξαιρετική αντοχή όταν είναι βρεγμένο Αδιαπέραστο στις λιπαρές ουσίες Κατάλληλο - Περιτύλιξη βουτύρου, μαργαρίνης, μαλακών τυριών, λιπαρών τροφίμων - Διαχωρισμό τεμαχίων φέτας σε δοχεία& βαρέλια Κηρωμένο χαρτί Χαρτί ανθεκτικό στη διαβροχή Λαδόχαρτο ή χαρτί γλασσέ καλυμμένο με κηρούς => Μείωση διαπερατότητας σε υγρασία Στρώμα κηρού εύθρυπτο Ικανο να θερμοσυγκολληθεί (αδύνατη) Κατάλληλο για προστασία από υγρασία - Cornflakes & άλλα προϊόντα αρτοποιϊας Κύπελλα μιας χρήσης Επεξεργασία με ουρία, μελαμίνη, φαινόλες => Δεσμοί Η μεταξύ ινών κυτταρίνης => Αντοχή στο χαρτί σε διακυμάνσεις υγρασίας Πολύφυλλες μεμβράνες για συσκευασία υγρών τροφίμων π.χ. Χάρτινη ασηπτική συσκευασία - Χαρτί ετικέτας Λεπτόφυλλο χαρτί Είδη χαρτονιού Πολύ μαλακό & ελαφρύ (17-30 g/m 2 ) Κατάλληλο - Για περισυσκευασία ευπαθών προϊόντων, π.χ. Φρούτα - Περιτύλιξη προϊόντων, π.χ. Ψωμί 27
Επεξεργασίες βελτίωσης ιδιοτήτων χαρτιού & χαρτονιού Είδη χάρτινης συσκευασίας Κολλάρισμα - Προσθήκη χημικών ουσιών πριν τη μορφοποίηση σε φύλλο => Επιβράδυνση απορρόφησης νερού & μελανιών Επίστρωση με συγκολλητική ουσία + Κάλυψη με εύκαμπτο υλικό π.χ. Φύλλο αλουμινίου, Χαρτί γλασέ, λαδόχαρτο Κάλυψη με πλαστικές μεμβράνες π.χ. PE, PP, PET, Nylon Από συμπαγές χαρτόνι Χαρτοκιβώτια - Αντοχή στο σχίσιμο & το τρύπημα - Βαρύτερο & ακριβότερο από το κυματοειδές - Όχι προστασία από κραδασμούς Από κυματοειδές χαρτόνι - Ελαφρότερο & φθηνότερο - Προστασία από κραδασμούς - Μειωμένη αντοχή κυρίως μετά τη διαβροχή Σύνθετες κονσέρβες & βαρέλια Χάρτινοι χυτοί περιέκτες Μικρό βάρος Απορρόφηση κραδασμών => Ευπαθή προϊόντα Απορρόφηση υγρών => Συσκευασία κρέατος κ.α. Όχι στατικός ηλεκτρισμός Διαμόρφωση σε κάθε σχήμα Χάρτινη ασηπτική συσκευασία Χωρίς φύλλο αλουμινίου => Γάλα, Γιατί?? Με φύλλο αλουμινίου => Χυμοί φρούτων 28
Πλεονεκτήματα περιέκτη τύπου Brick Συντελεστής βάρους = (Β. Περ./Β.Προ.)χ100 Συντελεστής όγκου = (Όγκ. Προ./Όγκ.Περ.)χ100 Συσκευασία Σ/της Β. Σ/της Όγ. - Χάρ.ασ. τ. Brick 2.5% 79% - Πλαστική 3.9 % 1.25L 47.7% - Γυάλινη 38.0% 0.75L 36.2% - Αυγό 11.0% - Πορτοκάλι 35.0% - Μπανάνα 62.0% Γεμίζει πλήρως => Ανθεκτικός στις εξωτερικές πιέσεις χωρίς παραμόρφωση Δυνατότητα αποθήκευσης καθ ύψος Πλήρης αξιοποίηση αποθηκευτικού χώρου Προκατασκευασμένοι χάρτινοι περιέκτες Πώς γίνεται η αποστείρωση?? Πως απομακρύνεται ο αέρας από το ελεύθερο διάστημα σε ευαίσθητα προϊόντα?? Πλαστικά κύπελλα Προκατασκευασμένα Τύπου form fill - seal Συσκευασία Bag in box Αποτελείται από πλαστική σακούλα σε χάρτινο κουτί ως μέσο στήριξης Η πλαστική σακούλα από πολύφυλλη μεμβράνη - Απόλυτα στεγανή στο οξυγόνο & φως - Συρρικνώνεται με την έξοδο του προϊόντος χωρίς να επιτρέπει την είσοδο αέρα Εφαρμογές: Ρευστά προϊόντα ευαίσθητα στο οξυγόνο & φως που καταναλώνονται σταδιακά ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΜΕΝΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ Συσκευασία τροποποιημένης ατμόσφαιρας Τοποθέτηση προϊόντος σε στεγανό περιέκτη Αφαίρεση αέρα (Οξυγόνο 20.96%) Εισαγωγή επιλεγμένων αερίων Κυρίως: Διοξείδιο του άνθρακα, άζωτο, οξυγόνο Κλείσιμο περιέκτη Συντήρηση υπό ψύξη Πλεονεκτήματα - Ποιότητα προϊόντων εφάμιλλη των νωπών & χωρίς συντηρητικά - Αύξηση χρόνου συντήρησης & εμπορίας των προϊόντων - Αύξηση των πωλήσεων -- Με νέα προϊόντα -- Σε νέες αγορές - Αύξηση των κερδών 29
Επίδραση της συσκευασίας σε τροποποιημένη ατμόσφαιρα (ΣΤΑ) στο χρόνο συντήρησης (ημέρες) ορισμένων τροφίμων (Fellows, 2000) Προϊόν Στον αέρα Σε ΣΤΑ Συντήρηση με ψύξη - Χοιρινό κρέας - Βοδινό κρέας - Κοτόπουλο - Ψάρια - Νωπά ζυμαρικά - Νωπή πίτσα - Σάντουιτς Συντήρηση χωρίς ψύξη - Ψωμί - Κέικ - Καφές 4 4 6 2 2 6 2 7 14 3 9 12 18 10 28 21 21 21 180 548 Ιδιότητες αερίων για τη ΣΤΑ CO 2 N 2 Ο 2 Βακτηριοστατική & μυκητοστατική δράση Συγκέντρωση 20-30%, Χαμηλές Θερμοκρασίες Διαλύεται στο νερό & τα λίπη => Κίνδυνος κατάρρευσης συσκευασίας => Σχηματίζει H 2 CO 3 => Μείωση ph => Έξοδος οπού Αδρανές αέριο Αδιάλυτο σε νερό & λίπη => Αποφυγή κατάρρευσης συσκευασίας Εκδίωξη οξυγόνου => Επιλεγμένη εφαρμογή Νωπό κρέας => Λαμπερό χρώμα Άπαχα ψάρια => Αναστολή C. botulinum Φρούτα & λαχανικά => Αποφυγή αναερόβιας αναπνοής Εφαρμογές της ΣΤΑ σε κρέατα & ψάρια Νωπό κρέας 60-80% Ο 2, 20-30% CO 2 Προϊόντα κρέατος 30-50% CO 2, 50-70% N 2 Άπαχα ψάρια 30% Ο 2, 40-60% CO 2, 10-30% N 2 Λιπαρά ψάρια 60% CO 2, 40% N 2 Εφαρμογές της ΣΤΑ σε φρούτα και λαχανικά Ελεγχόμενη διαπερατότητα περιέκτη σε αέρια Ο 2 3-5%, CO 2 3-8% με παθητική ή ενεργητική δημιουργία Θερμοκρασία 0-5 ο C, Τροπικά φρούτα, τομάτες, πιπεριές >10 ο C, Μπανάνες>15 ο C Συσκευασία βιο-τροποποιημένης ατμόσφαιρας Συσκευασία σε τροποποιημένη ατμόσφαιρα + Προστατευτικές καλλιέργειες Αποτελούνται από γαλακτικά βακτήρια Ανενεργά κατά τη συντήρηση με ψύξη Απότομη αύξηση της θερμοκρασίας => Ταχεία ανάπτυξη καλλιέργειας => Αναστολή ανάπτυξης παθογόνων βακτηρίων ==> Διασφάλιση της υγείας του καταναλωτή Συσκευασία υπό κενό Συνίσταται στην απομάκρυνση του αέρα από τον περιέκτη πριν το κλείσιμο => Αποτελεί μορφή της συσκευασίας σε τροποποιημένη ατμόσφαιρα => Βελτιώνει την ποιότητα & αυξάνει τη διάρκεια συντήρησης των προϊόντων Ενδείκνυται για τη συσκευασία - προϊόντων κρέατος - λιπαρών τροφίμων - αφυδατωμένων τροφίμων 30
ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΕΝΕΡΓΟΣ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ Ενεργός συσκευασία Σύνολο από συστήματα ή τεχνικές Δρουν συμπληρωματικά με την κύρια συσκευασία Αλληλεπιδρούν κατά τρόπο ελεγχόμενο & επιθυμητό - Με το υλικό συσκευασίας - Την ατμόσφαιρα στο εσωτερικό της συσκευασίας - Με το ίδιο το τρόφιμο Συμβάλλουν - Στη διατήρηση της ποιότητας - Στην αύξηση του χρόνου συντήρησης του συσκευασμένου τροφίμου Συστήματα & Τεχνικές ενεργού συσκευασίας Δέσμευσης οξυγόνου Δέσμευσης διοξειδίου του άνθρακα ή διοξειδίου του άνθρακα και οξυγόνου Εκπομπής διοξειδίου του άνθρακα Δέσμευσης αιθυλενίου Απελευθέρωσης συντηρητικών Απορρόφησης υγρασίας Απορρόφησης ουσιών με ανεπιθύμητη οσμή & γεύση Ενζυμικής αποικοδόμησης της λακτόζης και της χοληστερόλης Περιέκτη αυτο-ρυθμιζόμενης θερμοκρασίας Περιέκτη μεταβαλλόμενης διαπερατότητας Σύστημα Δέσμευσης οξυγόνου Στόχος: Μείωση συγκέντρωσης οξυγόνου <0.01% => Παρεμπόδιση - Aνάπτυξης μυκήτων, ζυμών & αερόβιων βακτηρίων - Οξείδωσης λιπών, ελαίων, βιταμινών, χρωστικών - Πρόκλησης ζημιών από έντομα & αυγά εντόμων Μηχανισμός - Χημικές ουσίες: Σκόνη σιδήρου, διθειονικό νάτριο, ασκορβικό οξύ, ασκορβικά άλατα, κατεχόλη. - Ένζυμα: Οξειδάση της γλυκόζης / καταλάση. Εφαρμογή - Σακουλάκι στο ελεύθερο διάστημα - Ετικέτες στο εσωτερικό της συσκευασίας - Ενσωμάτωση σε πολύφυλλες μεμβράνες Προϊόντα Ψωμί, κέικ, μπισκότα, πίτσα, ζυμαρικά, τυρί, προϊόντα κρέατος και ψαριών, καφές, αφυδατωμένα προϊόντα, αναψυκτικά, κ.α. Μitsubishi Ageless Eπίδραση του συστήματος Ageless στην περιεκτικότητα του πράσινου τσαγιού σε βιτ. C (συσκευασμένο σε πλαστικό περιέκτη από πολύφυλλη μεμβράνη- 25 ο C). Fe Fe ++ + 2e - ½ O 2 + H 2 O + 2e - 2 OH - Fe ++ + 2 OH - Fe (OH) 2 2 Fe (OH) 2 + ½ O 2 + H 2 O 2 Fe(OH) 3 Eπίδραση του συστήματος Ageless στην τιμή υπεροξειδίων προτηγανισμένου κεικ ρυζιού σε σχέση με τη διατήρηση του προϊόντος σε ατμόσφαιρα αζώτου και στον αέρα 31
Μηχανισμός δράσης της Οξειδάσης της Γλυκόζης (δέσμευση Οξυγόνου) Σύστημα δέσμευσης α. Διοξειδίου του άνθρακα β. Διοξειδίου του άνθρακα και οξυγόνου Στόχος: Αποφυγή διόγκωσης και ρήξη του περιέκτη Διατήρηση του πλούσιου αρώματος Μηχανισμός α. Οξείδιο ασβεστίου και ενεργός άνθρακας, β. Υδροξείδιο του ασβεστίου και σκόνη σιδήρου. => Αύξηση στο 3πλάσιο του χρόνου συντήρησης Εφαρμογές Φρεσκοψημένος/σφεσκοκομμένος καφές Γλυκόζη + Ο 2 + Η 2 Ο Γλυκονικό οξύ + Η 2 Ο 2 ( Oξειδάση Γλυκόζης ) 2 Η 2 Ο 2 2 Η 2 Ο + Ο 2 ( Καταλάση ) Σύστημα εκπομπής διοξειδίου του άνθρακα Στη συσκευασία τροποποιημένης ατμόσφαιρας Το CO 2 διαλύεται στο νερό & τα λίπη => Μείωση δράσης Κίνδυνος κατάρρευσης της συσκευασίας σε τροποποιημένη ατμόσφαιρα => Στόχος: Αντιμετώπιση των παραπάνω προβλημάτων Μηχανισμός Δικαρβονικό νάτριο σε σακουλάκι σε πορώδες υλικό Ενεργοποίηση από οπό προϊόντος Εφαρμογές Νωπά κρέατα και λιπαρά ψάρια σε τροποποιημένη ατμόσφαιρα Σύστημα δέσμευσης αιθυλενίου Στόχος - Αποφυγή ταχείας ωρίμανσης φρούτων & λαχανικών σε τροποποιημένη ατμόσφαιρα Μηχανισμός - Υπερμαγγανικό κάλιο σε πηκτή πυριτικού οξέος - Μεταλλικοί καταλύτες με ενεργό άνθρακα σε σακουλάκι - Ορυκτά σε σκόνη (ζεόλιθος, ελαφρόπετρα) σε μεμβράνη Εφαρμογές - Φρούτα: Μήλα, βερίκοκα, πορτοκάλια, μπανάνα, μάνγκο - Λαχανικά: Ντομάτες, καρότα, πατάτες, λάχανα Βρυξελλών - Λοιπά οπωροκηπευτικά Σύστημα απελευθέρωσης συντηρητικών Στόχος: Αύξηση χρόνου συντήρησης προϊόντων Αντιμικροβιακοί παράγοντες Aιθανόλη, διοξείδιο του θείου, οργανικά οξέα, σορβικό κάλιο, βακτηριοσίνες (νισίνη), εκχυλίσματα καρυκευμάτων (θυμόλη), θειοσουλφονικά (αλισίνη), ένζυμα (υπεροξειδάση, λυσοζύμη), πρωτεΐνες (κοναλβουμίνη) και μέταλλα (ιόντα αργύρου). Αντιοξειδωτικά: Βουτυλική υδροξυανισόλη (ΒΗΑ), βουτυλικό υδροξυτολουόλιο (ΒΗΤ), βιταμίνη Ε. Φωτοδυναμικά συστήματα (για την απελευθέρωση συντηρητικών ουσιών) Ουσίες εμποτισμένες - Σε μέσα συσκευασίας - Σε επιφάνειες εξοπλισμού ή εργασίας Ενεργοποιούνται - Με φυσικό φυσικό φως ή ακτίνες laser Εκπέμπουν - Διοξείδιο του χλωρίου - Άλλα συντηρητικά Εφαρμογές Δημητριακά (cereals) κρέατα, ψάρια, ψωμί, τυρί, φρούτα και λαχανικά, πρόχειρα φαγητά (snack foods), πίτσα, κέικ, ψωμί, μπισκότα, κ.α. Τρόπος εφαρμογής Μεμβράνες ή υλικά εμποτισμένα με συντηρητικά => Απελευθέρωση στο ελεύθερο διάστημα Μετανάστευση στην επιφάνεια του τροφίμου 32
Σύστημα απορρόφησης υγρασίας Στόχος - Αποφυγή συγκέντρωσης οπού => Ελκυστική εμφάνιση προϊόντος Περιορισμός ανάπτυξης μικροοργανισμών - Μείωση της δραστηριότητας νερού => Καλύτερη διατήρηση προϊόντος Μηχανισμός - Αποστειρωμένες πάνες PE ή PP με πολυακρυλικά άλατα ή καρβοξυ-μεθυλο-κυτταρίνη Εφαρμογές Ψάρια, κρέατα, πουλερικά, πρόχειρα φαγητά, δημητριακά, σάντουιτς, φρούτα και λαχανικά Έλεγχος υγρασίας - Πλεονεκτήματα Επιμήκυνση του χρόνου ζωής του προιόντος Καθυστέρηση ανάπτυξης των μικροβίων που προκαλούν αλλοιώσεις Ενίσχυση της εμφάνισης και της φρεσκάδας Σύστημα απορρόφησης ουσιών με ανεπιθύμητη οσμή και γεύση Λεμονίνη από χυμούς πορτοκαλιών => Πικρή γεύση => Προσρόφηση με τριοξική κυτταρίνη ενσωματωμένη στη χάρτινη συσκευασία Αμίνες από ψάρια => Δυσάρεστη οσμή => Με άλατα σιδήρου και οργανικά οξέα ενσωματωμένα σε πολύφυλλη μεμβράνη (οξείδωση της αμίνης) Προϊόντα οξείδωσης λιπών και ελαίων σε τηγανισμένα φαγητά => Δυσάρεστη οσμή & γεύση => Με ενεργό άνθρακα και συνθετικό ζεόλιθο ενσωματωμένα σε χάρτινο περιέκτη Σύστημα απορρόφησης υπεριώδους φωτός (UV) Στόχος => Περιορισμός της οξείδωσης συστατικών των τροφίμων που προκαλεί το UV-φως Μηχανισμός => Ενσωμάτωση σε μεμβράνες PE & PP ουσιών που δρουν ως προσροφητές UV-φωτός Ενσωμάτωση προσροφητών UV-φωτός σε φιάλες πολυεστέρα για αναψυκτικά και άλλα προϊόντα Εφαρμογές => Προϊόντα ευαίσθητα στο φως, όπως το χοιρομέρι και γενικά τα προϊόντα κρέατος, τα αναψυκτικά και οι χυμοί φρούτων Σύστημα ενζυμικής αποικοδόμησης λακτόζης και χοληστερόλης Λακτόζη από το γάλα => Αποφυγή διαταραχών κατά την πέψη - Mε το ένζυμο λακτάση. Χοληστερόλη από ρευστά προϊόντα => Περιορισμός του κινδύνου καρδιαγγειακών παθήσεων - Mε το ένζυμο ρεδουκτάση της χοληστερόλης Σύστημα αυτο-ρυθμιζόμενης θερμοκρασίας Αυτo-θερμαινόμενοι περιέκτες => Εξώθερμη αντίδραση ασβέστη με το νερό Αυτο-ψυχόμενοι περιέκτες => Ενδόθερμη αντίδραση νιτρικού αμμωνίου με χλωριωμένο νερό Εφαρμογές => Συσκευασία καφέ, τσαγιού, αναψυκτικών, έτοιμων φαγητών 33
Θερμοχρωμική συσκευασία Θερμοχρωμική Συσκευασία Όταν το σχέδιο των βουνών στο σχέδιο της συσκευασίας γίνει μπλέ, το προϊόν είναι αρκετά κρύο για να χρησιμοποιηθεί, σε αντίθετη περίπτωση, το σχέδιο δεν φαίνεται. Source: http://blog.lightninglabels.com/blog/2008/01/index.html Στόχος Σύστημα περιέκτη μεταβαλλόμενης διαπερατότητας - Αποφυγή κινδύνου ανάπτυξης των παθογόνων βακτηρίων C. botulinum & L. monocytogenes σε συσκευασίες με αναερόβιο περιβάλλον (τροποποιημένη ατμόσφαιρα με προσροφητές οξυγόνου) & ξαφνική αύξηση της θερμοκρασίας συντήρησης Μηχανισμός - Μεμβράνες αντισταθμιζόμενης θερμοκρασίας με διακλαδιζόμενες πλευρικές αλυσίδες από αλκοολικά υδροξύλια λιπαρών οξέων Εφαρμογές - Συσκευασίες με προσροφητές οξυγόνου, φρούτα και λαχανικά σε συσκευασία τροποποιημένης ατμόσφαιρας Άλλα συστήματα ενεργού συσκευασίας Σύστημα ελευθέρωσης αζώτου κατά το άνοιγμα κονσέρβας με μπίρα ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΕΞΥΠΝΗ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ Έξυπνη συσκευασία Περιέχει δείκτες τοποθετημένους ή προσκολλημένους - Εσωτερικά: Στο ελεύθερο διάστημα ή στο κάλυμμα του περιέκτη - Εξωτερικά: Στην εξωτερική επιφάνεια του περιέκτη => Δίνουν πληροφορίες στον καταναλωτή - Για την κατάσταση του περιέκτη - Για την ποιότητα του τροφίμου Δείκτες που αντικατοπτρίζουν την ποιότητα του τροφίμου - Δείκτες φρεσκότητας - Χρονοθερμοκρασιακοί δείκτες - Δείκτες συγκέντρωσης αερίων Άλλα συστήματα έξυπνης συσκευασίας => Διευκολύνουν τον καταναλωτή - Με την αναγνώριση με ραδιοσυχνότητες => Προσφέρουν προστασία στο τρόφιμο - Έναντι κλοπής, παραποίησης ή νοθείας 34
Δείκτες Φρεσκότητας ( Freshness Indicators ) Βασίζονται στην ανίχνευση ορισμένων μεταβολιτών (παραγομένων από τη χλωρίδα του τροφίμου ή από το ίδιο το προϊόν καθώς αυτό συνεχίζει να μεταβολίζει) ή άλλων εκλυόμενων συστατικών (i.e. O 2, CO 2, SO 2, αμίνες, αλδεϋδες, ένζυμα, κ.α.). Τα συστήματα των δεικτών φρεσκότητας συνήθως εμφανίζουν κάποια αλλαγή στο χρώμα που καταδεικνύει ότι η ποιότητα του προϊόντος έχει υποβαθμιστεί (ΔΕΝ συνιστάται πλέον η κατανάλωσή του). Δείκτες φρεσκότητας Πληροφορούν για τη μικροβιολογική κατάσταση του προϊόντος => Αν το προϊόν είναι κατάλληλο για κατανάλωση ή όχι Μηχανισμός - Προϊόντα μεταβολισμού των μικροοργανισμών => Επίδραση σε χρωστικές => Μεταβολή χρώματος => Ένδειξη αλλοίωσης Εφαρμογές: Kρέατα, προϊόντα κρέατος, ψάρια, ευαλλοίωτα προϊόντα Φρεσκότητα κρέατος πουλερικών σε συσκευασία τροποποιημένης ατμόσφαιρας: Έναρξη αλλοίωσης => παραγωγή Η 2 S Η 2 S + Μυοσφαιρίνη του Δείκτη => Θειομυοσφαιρίνη (ερυθρό χρώμα) Πράσινο χρώμα => Αλλοίωση Χρονοθερμοκρασιακοί δείκτες Χρησιμοποιούνται σε προϊόντα που συντηρούνται με ψύξη & κατάψύξη Πληροφορούν τον καταναλωτή για τις συνθήκες θερμοκρασίας & χρόνου που διατηρήθηκε το προϊόν => Ειδικότερα για τη διατήρηση ή όχι πάνω από ορισμένη θερμοκρασία αναφοράς => Ο καταναλωτής συμπεραίνει για την καταλληλότητα ή όχι του προϊόντος A. U. Th. ΧΡΟΝΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΟΙ ΟΛΟΚΛΗΡΩΤΕΣ ( TIME - TEMPERATURE INTEGRATORS ) - T. T. I Τί είναι?? : απλές, χαμηλού κόστους μικροσυσκευές - διατάξεις, με σήμα μία εύκολα μετρήσιμη και μη αντιστρεπτή αλλαγή, εξαρτώμενη από τον χρόνο και τη θερμοκρασία και συσχετίσιμη με την επίδραση του θερμοκρασιακού ιστορικού στα τρόφιμα με τα οποία αυτές συνδέονται. Η αλλαγή αυτή μιμείται ή μπορεί να συσχετιστεί με το βαθμό ποιοτικής αλλοίωσης του τροφίμου και την εναπομένουσα διάρκεια ζωής του. Κατηγορίες ΤΥΠΟΙ TTI ΔΙΑΧΥΣΗΣ ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΚΟΙ ΕΝΖΥΜΙΚΟΙ ΠΟΛΥΜΕΡΙΣΜΟΥ ΦΩΤΟΧΗΜΙΚΟΙ Χρονο- θερμοκρασιακοί Δείκτες Λειτουργικότητα Κατηγορίες Δείκτες Κρίσιμης Θερμοκρασίας, C.T.I. Ολοκληρωτές Κρίσιμης Θερμοκρασίας / Χρόνου, C.T.T.I. Χρονο-Θερμοκρασιακοί Ολοκληρωτές ή Δείκτες, T.T.I. Δείκτης Κρίσιμης Θερμοκρασίας, C.T.I. Με έκθεση πάνω από κάποιο όριο θερμοκρασίας το παράθυρο του ενεργοποιημένου δείκτη χρωματίζεται μπλε. Ανενεργό Ενεργοποίηση Αρχικό Τελικό 35
T T I - Διάχυσης TTI - Ενζυμικός TTI - Ενζυμικοί Μεμβράνη εμποτισμένη με κατάλληλο ένζυμο, το οποίο ενεργοποιείται όταν ένα χαρακτηριστικό του κρέατος που συντηρείται με ψύξη, όπως η ολική μικροχλωρίδα, το ph κ.α., αποκτήσει ορισμένη τιμή. Στη περίπτωση αυτή, ο δείκτης αλλάζει χρώμα, γεγονός που δηλώνει το χρόνο έναρξης της αλλοίωσης του προϊόντος Απαγορεύεται η χρήση του όταν ο κύκλος γίνει ροζ TTI - Πολυμερισμού TTI - Πολυμερισμού FRESH-CHECK Χρησιμοποιεί αντιδράσεις πολυμερισμού που βασίζονται στην παραγωγή διακετυλίου από το προϊόν χρόνος (LIFELINES TECHNOLOGY) TTI - Μικροβιακό Ληγμένο Προϊόν Φρούτα, Λαχανικά, Κρέας TTI - Φωτοχημικός Δείκτες συγκέντρωσης οξυγόνου Διερευνούν την ακεραιότητα του περιέκτη Μεταβάλλουν το χρώμα τους ανάλογα με τη συγκέντρωση του Ο 2 στο ελεύθερο διάστημα Ο 2 < 0.1% ρόδινο χρώμα, Ο 2 > 0.5% μπλε χρώμα Αίτια: Ανεπαρκής αφαίρεση οξυγόνο ή διαρροή του περιέκτη Εφαρμογές: Τρόφιμα σε συσκευασία υπό κενό ή με προσροφητές οξυγόνου Source: http://www.onvu.com 36
Διασφάλιση της ποιότητας των τροφίμων Ανάπτυξη και εφαρμογή ενός συστήματος διασφάλισης της ποιότητας βασισμένο στην πρόληψη, καταγράφοντας και ελέγχοντας όλες τις κρίσιμες παραμέτρους που επηρεάζουν την ποιότητα καθ όλη τη διάρκεια ζωής του τροφίμου Η θερμοκρασία συντήρησης είναι ο σημαντικότερος παράγοντας που καθορίζει την ποιότητα και ασφάλεια των τροφίμων επηρεάζει : ρυθμό της μικροβιακής ανάπτυξης ασφάλεια αλλοίωση & διάρκεια ζωής των τροφίμων (shelf life) Προϋποθέσεις για την επιτυχή εφαρμογή ενός ΤΤΙ σε ένα συγκεκριμένο τρόφιμο είναι οι εξής: Η επίδραση της θερμοκρασίας στην απόκριση του ΤΤΙ να είναι ίδια με τη επίδραση της θερμοκρασίας στην ποιότητα του τροφίμου Ε a (ΤΤΙ) @ Ε a (food) Η αλλαγή του χρώματος σε μία θερμοκρασία αναφοράς να συμπίπτει με τη διάρκεια ζωής του τροφίμου στην ίδια θερμοκρασία Χρονο- θερμοκρασιακοί Δείκτες Λειτουργικότητα Κατηγορίες Δείκτες Κρίσιμης Θερμοκρασίας, C.T.I. Ολοκληρωτές Κρίσιμης Θερμοκρασίας / Χρόνου, C.T.T.I. Χρονο-Θερμοκρασιακοί Ολοκληρωτές ή Δείκτες, T.T.I. Ανενεργό Ενεργοποίηση Αρχικό Τελικό Ανάπτυξη ενός μικροβιακού χρονοθερμοκρασιακού δείκτη (Τime Temperature Ιndicator,TTI) για την παρακολούθηση της ποιότητας και ασφάλειας των τροφίμων Στόχος : Ανάπτυξη ενός μικροβιακού ΤΤΙ (στέλεχος βακτηρίου θρεπτικό μέσο ανάπτυξης χημικός χρωματικός δείκτης) Συσχέτιση της μικροβιακής ανάπτυξης και των παραμέτρων του μεταβολισμού με τις ιδιότητες του ΤΤΙ (π.χ. σημείο λήξης του TTI, end point) Επίδραση της θερμοκρασίας στην κινητική του ΤΤΙ (ισόθερμες και δυναμικές συνθήκες συντήρησης) Αξιολόγηση του TTI σε επιλεγμένες κατηγορίες τροφίμων Ανάπτυξη ενός εμπορικού σκευάσματος ΤΤΙ ΕΞΥΠΝΗ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ RFID Έξυπνη συσκευασία, είναι η συσκευασία που έχει δημιουργηθεί με συμβατική και νέα ηλεκτρονική τεχνολογία και αποτελείται από ένα ενσωματωμένο μικροτσίπ και κεραία, σύστημα RFID (Radio Frequency IDentification). Πως Λειτουργεί το RFID Σύστημα Επικοινωνίας; Μπορεί να επικοινωνεί ασύρματα σε συμβατά ηλεκτρονικά μέσα και να αλληλεπιδρά μέσω ενός υπολογιστή ή με άλλο συμβατό ηλεκτρονικό μηχάνημα, π.χ. κινητό τηλέφωνο, κ.α. Ένα Σύστημα RFID περιλαμβάνει : την Ετικέτα (tag), τον Αναγνώστη (reader), το ενδιάμεσο Λογισμικό μέσω του οποίου επιτυγχάνεται η επικοινωνία μεταξύ του αναγνώστη και του πληροφοριακού συστήματος 37
Chip: Ολοκληρωμένο ηλεκτρονικό κύκλωμα (πομποδέκτης): Περιλαμβάνει ημιαγωγούς και άλλα συστατικά καθώς και κεραία. Αποτελεί τη βάση της παθητικής ηλεκτρονικής ετικέτας Παραγωγή Κεραιών του RFID Οι εταιρείες, Avery Dennison / Omron, κ.α., παρουσίασαν κεραίες του συστήματος RFID, εκτυπωμένες σε εύκαμπτα υποστρώματα με βιομηχανικές εκτυπωτικές μεθόδους, με ημιαγώγιμα υλικά (μελάνια) «Έξυπνη ετικέτα»: Πομποδέκτης ραδιοσυχνότητας RFID ΠΟΥ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΕΙ? Ετικέτες : τσιπ πυριτίου με μέταλλο ή τυπωμένη κεραία μελανιού σε όλα τα υποστρώματα (χαρτί-πλαστικόύφασμα-μέταλλο, κ.λπ.) Σε όλες τις φάσεις και επίπεδα, κατεργασίας & επεξεργασίας Ηλεκτρονική αναγνώριση Γρήγορη ανάκληση (αλυσίδα διακίνησης) Γρήγορη αγορά, ασφαλής Αύξηση χρησιμοποίησης των RFID 500 x 10 6 $ (2007) 400 x 10 9 $ (2015) RFID: Υποσχέσεις και πραγματικότητα για την εφαρμογή στην ατομική -λιανική συσκευασία Δεν απαιτείται οπτική επαφή Ταυτόχρονη ανάγνωση πολλών ετικετών Οικονομίες από τη διαχείριση των αποθεμάτων Παρακολούθηση του στοκ των ραφιών και της αποθήκης σε πραγματικό χρόνο Βελτίωση της ορατότητας των προϊόντων Δραστικός περιορισμός των κλοπών Μείωση του προσωπικού των καταστημάτων Προβλέψεις για δραστική μείωση του κόστους των ηλεκτρονικών ετικετών Επηρεασμός της ευαισθησίας των αναγνωστών από πολλαπλά αντικρουόμενα σήματα Παραμόρφωση ή παρεμπόδιση των ηλεκτρονικών σημάτων από διάφορα υλικά. Υψηλό κόστος εξοπλισμού του καταστήματος Ανάγκη ανασχεδιασμού και επέκτασης της υπολογιστικής υποδομής Έλλειψη (προς το παρόν) διεθνών τεχνικών προτύπων και συχνοτήτων Υψηλό κόστος των ηλεκτρονικών ετικετών Η τελική μορφή: Σε μια παλέτα θα συνυπάρχουν τριών επιπέδων πομποδέκτες που θα δίνουν πληροφορίες για την (1) παλέτα, (2) τη χονδρική συσκευασία και (3) τη λιανική συσκευασία Ο αναγνώστης RFID διαβάζει μέσα από όλη της μάζα της παλέτας και όχι μόνο από την επιφάνεια Τούνελ ανάγνωσης 38
Στα μικροσκοπικά ηλεκτρονικά κυκλώματα (computer chips) που καταγράφουν το ιστορικό του τροφίμου κωδικοποιούνται και άλλες πληροφορίες, όπως το είδος, η σύσταση, η προέλευση του τροφίμου, κλπ. Προτείνεται ως αντικατάσταση του γραμμωτού κώδικα στη συσκευασία, αφού παρέχει περισσότερα πλεονεκτήματα. Η αναγνώριση με ραδιοσυχνότητες μπορεί να βοηθήσει : Στο μαζικό έλεγχο των αποθηκών, αφού είναι δυνατή η αναγνώριση πολλών RFID ταυτόχρονα, ως προς τις συνθήκες αποθήκευσης αλλά και ως προς την εναπομένουσα διάρκεια ζωής, με αποτέλεσμα την πιο ορθολογική χρήση και διακίνηση του προϊόντος Στο μέλλον, θα είναι δυνατή η αναγνώριση του τροφίμου από τις οικιακές συσκευές, όπως ψυγεία και καταψύκτες : θα προειδοποιεί τον καταναλωτή για προϊόντα που πλησιάζουν ή έχουν ξεπεράσει την ημερομηνία λήξης και ακόμη θα επέτρεπε σε αυτόν, δια μέσου ενός υπολογιστή, να παραγγείλει on-line τρόφιμα, πριν τελειώσουν, ή ακόμη να του προτείνει συνταγές με βάση τα τρόφιμα που είναι διαθέσιμα στο σπίτι του. 125-134 khz 13.56 MHz RFID: Συχνότητες επικοινωνίας και αναγνωσιμότητα UHF(400-930 MHz) 2.45 GHz 5.8 GHz Υψηλές συχνότητες: Διαβάζονται από μεγαλύτερη απόσταση αλλά παρεμποδίζονται εύκολα. Χαμηλές συχνότητες: Μικραίνει η εμβέλεια αλλά είναι πιο αξιόπιστες σε δύσκολα περιβάλλοντα Επικρατούσες συχνότητες : Ευρώπη : 867 MHz ΗΠΑ : 915 MHz Προβληματικά περιβάλλοντα : Παρεμβολή μεταλλικών υλικών Υγρασία Ηλεκτρονικές παρεμβολές Προβληματικά προϊόντα (π.χ. υγρά απορρυπαντικά, κρέας, φρούτα και λαχανικά, συμπαγή κοκκώδη υλικά) «Το κατάστημα του μέλλοντος» Οικονομική ανάλυση της πορείας εξέλιξης στην αγορά της έξυπνης συσκευασίας Υπολογισμός πωλήσεων Ενεργής, Ελεγχόμενης και Εξυπνης συσκευασίας τροφίμων και ποτών μέχρι το 2008 (στην Αμερική και στον υπόλοιπο κόσμο) 2002 2003 2004 2008 AAGR % 2003-2008 U.S. 30.75 34.13 38.13 54.18 9.7 Rest of World 41.50 46.90 53.00 80.00 11.3 Total 72.25 81.03 91.13 134.18 21 Χαρούμενος καταναλωτής με το ηλεκτρονικό καρότσι Source: BCC Research http://www.bccresearch.com/ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΕΠΙΛΟΓΗ ΚΑΤΑΛΛΗΛΗΣ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑΣ Ιδανική συσκευασία - Απόλυτα ασφαλής για την υγεία καταναλωτή - Διαφανής & Ελκυστική - Με απόλυτη ή ελεγχόμενη διαπερατότητα - Αντοχή στις μηχανικές καταπονήσεις & εύρος θερμ/σιών - Χαμηλό κόστος & από διαθέσιμα υλικά συσκευασίας - Ερμητικό ή επαναλαμβανόμενο κλείσιμο - Εύκολο άνοιγμα & ομαλή εκκένωση προϊόντος - Επαρκείς πληροφορίες στον καταναλωτή - Φιλική στο περιβάλλον 39
Ιδανική συσκευασία τροφίμων Ανέφικτη Καταλληλότερη συσκευασία => Συμβιβασμός μεταξύ - Απαιτήσεων ιδανικής συσκευασίας - Τεχνικών & οικονομικών δυνατοτήτων Παράδειγμα - Απαίτηση για διαφανή συσκευασία - Τελική αποδοχή ο μηχανισμός παραθύρου Στάδια επιλογής της ενδεικνυόμενης συσκευασίας ενός τροφίμου Μελέτη της φύσης του προϊόντος Μελέτη του καταναλωτή του προϊόντος Προσδιορισμός της ελάχιστης διάρκειας συντήρησης του προϊόντος ( ) Καταγραφή των εναλλακτικών υλικών & μεθόδων συσκευασίας που εξασφαλίζουν την απαιτούμενη διάρκεια συντήρησης & επιλογή των καλύτερων Καθορισμός παραμέτρων για τον σχεδιασμό & την κατασκευή του περιέκτη Μελέτη διαχείρισης αποβλήτων Διερεύνηση του κόστους συσκευασίας Έρευνα αγοράς αποδοχής της συσκευασίας από τους καταναλωτές Μελέτη της φύσης του προϊόντος Φυσικές ιδιότητες του προϊόντος - Υγρό, ρευστό, στερεό, συμπαγές, σκόνη, ανθρακούχο, κλπ. Χημικές ιδιότητες - Αδρανές, διαβρωτικό, περιεκτικότητα σε λίπος, είδος λιπαρών οξέων, πτητικές ουσίες, κλπ. Ποιότητα & τρόπος παραγωγής - Συμβατό, νέο, παραδοσιακό προϊόν Τρόπος εμπορίας & διακίνησης προϊόντος Τρόπος διατήρησης & χρήσης Απαιτήσεις προϊόντος σε προστασία από: - Μηχανικά αίτια - Φυσικούς παράγοντες - Βιολογικούς παράγοντες - Άλλα αίτια Μελέτη του καταναλωτή στον οποίο απευθύνεται το προϊόν Ηλικία Φύλο Αγοραστική δύναμη Κοινωνικό & πολιτιστικό επίπεδο Θρησκεία Άλλες συνήθειες και προτιμήσεις Προσδιορισμός της ελάχιστης διάρκειας συντήρησης του προϊόντος Γίνεται => Με τη χρήση μαθηματικών μοντέλων Με βάση - Τη διαπερατότητα του υλικού συσκευασίας σε Ο 2, CO 2 & υδρατμούς - Τις συνθήκες συντήρησης => Θερμοκρασία & φως - Μικροβιολογικούς δείκτες - Οργανοληπτικά χαρακτηριστικά Καταγραφή εναλλακτικών υλικών & μεθόδων συσκευασίας Διερεύνηση των διαθέσιμων υλικών συσκευασίας - Ιδιότητες, άμεση διαθεσιμότητα & κόστος Καταγραφή των μεθόδων που μπορούν να βελτιώσουν τη διάρκεια συντήρησης Βαθμολόγηση κάθε εναλλακτικής μεθόδου με βάση καθoρισμένα χαρακτηριστικά, όπως: - Την αντοχή στα μηχανικά αίτια - Την ανταπόκριση στις προδιαγραφές - Την αναλογία βάρους συσκευασίας/βάρος περιέκτη - Τον περιττό όγκο της συσκευασίας - Την διευκόλυνση καταναλωτή - Το κόστος της συσκευασίας Αξιολόγηση της βαρύτητας κάθε χαρακτηριστικού Επιλογή της καλύτερης μεθόδου συσκευασίας 40
Καθορισμός παραμέτρων για τον σχεδιασμό & την κατασκευή του περιέκτη Να προσελκύει τον καταναλωτή - Ταυτότητα - Καλόγουστες παραστάσεις - Επιλεγμένα χρώματα - Μοναδικότητα σχήματος& παραστάσεων - Να προβάλλει τις ξεχωριστές ιδιότητες του προϊόντος => Προσωπικότητα & μέσο διαφοροποίησης του προϊόντος - Δημιουργία αίσθησης στον καταναλωτή να αγγίξει το προϊόν Να διευκολύνει - Την αυτοματοποίηση κατά την πλήρωση - Την μεταφορά & εμπορία - Τον καταναλωτή στη χρήση του προϊόντος (άνοιγμα, κλείσιμο, κλπ.) Συμβολή των χρωμάτων σε μια ελκυστική συσκευασία Τα χρώματα => Γοητεία & έλξη στον καταναλωτή => Διεγείρουν τα συναισθήματά του Ο καταναλωτής - Παρατηρεί γρήγορα τα χρώματα - Τα συγκρατεί στη μνήμη του Στα επώνυμα προϊόντα - Τα χρώματα παραμένουν σταθερά - Το σχήμα του περιέκτη αλλάζει Να αντιμετωπίζει την νοθεία Να παρέχει επαρκή πληροφόρηση καταναλωτή Να είναι φιλική στο περιβάλλον Συμβολή των χρωμάτων σε μια ελκυστική συσκευασία Τα χρώματα διακρίνονται - Σε ζωηρά & θερμά: Διεγείρουν την πέψη, Ωθούν σε αυθόρμητες αγορές => Κόκκινο*** με υψηλή ελκτική δύναμη Πορτοκαλί** Κίτρινο* - Μαλακά & ψυχρά: => Μπλε: Σε προϊόντα γάλακτος & νερού => Αίσθηση φρεσκάδας => Πράσινο: Αίσθηση χαλαρότητας => Λευκό: Αίσθηση αγνότητας & καθαρότητας Δεν επηρεάζει τον καταναλωτή - Ακατάλληλα για συσκευασία τροφίμων: => Πορφυρό, Ιώδες, Γκρι - Μαύρο χρώμα: Υψηλή ποιότητα Προκαλεί αντίθεση Συσκευασίες φιλικές στο περιβάλλον Από ανακυκλώσιμα υλικά Από φωτο & βιο-διασπώμενα υλικά Καινοτόμες συσκευσίες που αποβλέπουν - Στην οικονομία φυσικών πόρων & ενέργειας => π.χ. Δυνατότητα πολλαπλής χρήσης - Ελαχιστοποίηση ή μείωση στερεών αποβλήτων => π.χ. Αποφυγή περισυσκευασίας Συμπίεση περιέκτη (π.χ. Φιάλες νερού) - Αποφυγή μόλυνσης περιβάλλοντος με διοξίνες π.χ. Αποφυγή χρήσης πλαστικών με χλώριο (PVC & PVDC) Διερεύνηση του κόστους συσκευασίας Κόστος συσκευασίας προϊόντος σε σχέση - Με την τιμή του προϊόντος - Το περιθώριο κέρδους - Την αγοραστική δύναμη του καταναλωτή - Το κόστος διακίνησης & μεταφοράς του προϊόντος Έρευνα αγοράς αποδοχής της συσκευασίας από τους καταναλωτές Με προσωπικές συνεντεύξεις Με κατάλληλη δημοσκόπηση Με άλλες πρόσφορες μεθόδους 41