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I segreti del packaging intelligente


 
   
 

a cura di Mariachiara Albicocco

Moebius si è già occupato di nanotecnologie al servizio dell'alimentazione, abbiamo parlato di olive passate ai raggi X per valutare se sono state denocciolate a dovere, abbiamo parlato di nasi elettronici che valutano la bontà della passata di pomodoro. Queste volta, invece, facciamo il punto su quelli che sono gli ultimi ritrovati tecnologici in campo di packaging, il confezionamento degli alimenti. E' possibile che in un prossimo futuro troveremo sui banchi del supermercato delle confezioni che cambieranno colore se il prodotto all'interno avrà subito alterazioni meccaniche, cioè botte o ammaccature, o sbalzi di temperatura. Questo tipo di pellicole sono già in produzione.
Ci facciamo spiegare quali sono i principi di funzionamento da Simona Bronco, ricercatrice del laboratorio Polylab del CNR di Pisa che ha svolto le ricerche preliminari.

Ascolta l'intervista a Simona Bronco

I segreti del packaging intelligente
Pellicole polimeriche che cambiano colore se sottoposte a stress meccanici o sbalzi di temperatura, fogli di carta estensibili (SMARTFilm) per il confezionamento di alimenti, farmaci e succhi di frutta. L'innovazione tecnologica amplia le possibilità del packaging e permette di creare imballaggi intelligenti che rispondono agli stimoli esterni.
Presso il laboratorio PolyLab dell'INFM-CNR a Pisa vengono sviluppate pellicole che cambiano colore (vedi immagine in alto) quando vengono deformate oppure subiscono brusche variazioni di temperatura. In questo modo è possibile garantire l'integrità dei prodotti che raggiungono il consumatore e tutelare quest'ultimo da eventuali danni (cattiva conservazione dei prodotti durante il trasporto, urti ecc.). La tecnica messa a punto dal laboratorio PolyLab consiste nell'incorporare molecole fluorescenti nelle pellicole di polipropilene e polietilene già attualmente disponibili. Durante la deformazione (o il riscaldamento eccessivo), gli aggregati di queste molecole si rompono producendo una variazione di colore facilmente apprezzabile. Le molecole scelte per l'additivazione dei polimeri sono già approvate dagli organismi di controllo per la tutela dei consumatori e possono dunque venir utilizzate senza limitazioni. Il processo di miscelazione è semplice e il costo finale è di poco superiore (10-20%) a quello del packaging tradizionale.
L'attività di laboratorio si concentra ora sui polimeri di sintesi, ma si stanno già prendendo in considerazione anche polimeri naturali e polimeri ricavati da fonti rinnovabili in vista di un'applicazione sul mercato della nuova tecnologia.
Tra le altre ricerche sul packaging sviluppate da PolyLab, Science for Food segnala anche la collaborazione con il Dipartimento di Chimica e Chimica industriale dell'Università di Pisa e il Centro italiano packaging (Cip) di Mestre per migliorare le qualità della carta 'Mould Paper' (vedi carateristiche tecniche in fondo alla pagina), un materiale innovativo che consente di ottenere oggetti di forma voluta perché, a differenza dei fogli tradizionali, è estensibile. Variando il contenuto di acqua durante il processo di lavorazione della carta è possibile ottenere questo materiale che a differenza dei fogli tradizionalisi tira, ma non si strappa e resta comunque biodegrabile. La carta 'Mould Paper' può essere utilizzata per realizzare vaschette per alimenti, contenitori per medicine, brick per i succhi di frutta.
L'interesse mostrato dal mercato per il packaging in grado di interagire con l'ambiente interno o esterno alla confezione (packaging 'attivo') ha portato allo sviluppo di pellicole in grado di ostacolare in maniera selettiva il passaggio dei gas. Da queste ricerche si è passati allo sviluppo di dispositivi per misurare la permeabilità ai gas dei materiali e attualmente anche alla realizzazione di pellicole-barriera. Questa attività si è concretizzata nella società spin-off (Extrasolution Srl), ora autonoma, con la quale PolyLab collabora.


Materiali:

SMARTFilm
L'incorporazione di molecole fluorescenti in film polimerici attraverso processi di miscelazione meccanica allo stato fuso (estrusione) consente la preparazione di film polimerici altamente responsivi alle deformazioni e stress di natura meccanica. Durante la deformazione del film polimerico, le forze meccaniche sono in grado di rompere la struttura supramolecolare degli aggregati di molecole cromoforiche.
La conseguente soppressione della banda degli aggregati a circa 500 nm, produce sotto l'illuminazione del campione con una lampada UV, un chiaro cambiamento di colore della fluorescenza del film da verde a blu.
Caratteristiche:
Grande economicità (0.02+0.5% in perso di colorante)
Colorante "Food-grade" di bis-(benzossazolil)-stilbene
Facile realizzazione (la miscelazione del colorante avviene durante la fase di additivazione del polimero in estrusore)
Alta applicabilità
Facile rilevazione attraverso una semplice lampada portatile UV
Aree di Applicazione:
La natura "Food-grade" del colorante consente l'applicazione come sensore alle deformazioni meccaniche in film per il packaging alimentare indiretto segnalando prontamente sotto l'illuminazione di una luce UV l'avvenuta contaminazione esterna.

Carta deformabile (MOULD PAPER®)
Si tratta di un nuovo tipo di carta in pura cellulosa senza prodotti clorurati avente una elevata resistenza combinata con proprietà di estensibilità minime del 20% nella direzione macchina e del 16% nella direzione perpendicolare alla precedente.
Caratteristiche:
Si tratta di un materiale che può essere reso composito al fine delle sue applicazioni tramite la sua ricopertura o laminazione con film polimerici. Da solo questo materiale può essere lavorato con le normali macchine per termoformatura e lavorazione dei materiali polimerici sintetici.
Aree di applicazione:
Può essere utilizzato nella produzione di contenitori per il settore farmaceutico, uso domestico e dell'igiene personale, alimentare, del confezionamento anche di prodotti liquidi e viscosi.

Laboratorio PolyLab (INFM-CNR)
Laboratorio Regionale per le Applicazioni Industriali dei Polimeri. Il laboratorio, che ha sede Pisa, coordina e svolge ricerche nelle quali sono coinvolte imprese che producono, trasformano o utilizzano materiali polimerici per impieghi strutturali e/o funzionali. Le attività di interesse per il laboratorio vertono sullo sviluppo di materiali polimerici (per industria conciaria e tessile, riuso e riciclo, termodistruzione e depolimerizzazione a microonde, materiali biodegradabili), e su analisi e caratterizzazioni meccaniche, termiche, ottiche ed elettriche. L'attività è svolta in collaborazione con il gruppo di Chimica Macromolecolare diretto dal Prof. Ciardelli del Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale dell'Università di Pisa.

Per maggiori informazione QUI trovate un documento pdf stilato dalla Dottoressa Bronco.

03.05.08

 

 

 

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