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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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