Tre esempi possono servire a chiarire l’importanza del confezionamento e del controllo del prodotto in campo alimentare:
- I prodotti alimentari freschi preconfezionati o pronti all’uso, per il quale l’utente ha disponibilità a riconoscere un elevato valore aggiunto, sono uno dei campo in maggior crescita nella la grande distribuzione alimentare;
- Alcune tipologie di alimenti, come ad esempio il cioccolato, sono considerati prodotti stagionali non tanto per scelte dell’utenza, quanto per i problemi di conservazione nei mesi caldi;
- I prodotti alimentari di alta qualità sono un settore in forte espansione e rappresenteranno nei prossimi anni uno dei più importanti valori del Made in Italy (“Italian food”), ma richiedono un mantenimento della qualità per tempi non brevi.
Uno dei problemi aperti comune ai tre settori è quello della limitata vita utile “shelf life”, che ha le maggiori criticità nelle fasi di logistica (dal centro di produzione al punto vendita) e di trasporto finale (dal punto vendita al frigorifero domestico).
A queste criticità può dare risposta quello che viene chiamato imballaggio intelligente (Smart Packaging), cioè una serie di tecnologie che garantiscano la conservazione e l’aumento della shel-life di prodotti deperibili, come verdura, frutta, cioccolato, formaggi e salumi, etc.
I materiali oggi usati nel packaging hanno problemi di sostenibilità ambientale non risolti. Il packaging di un prodotto è normalmente realizzato con più di un materiale (cartone ondulato, polistirene espanso, polietilene a bolle, ecc.).
I diversi materiali richiedono diversi canali di raccolta differenziata e di riciclo. Un packaging davvero sostenibile deve avere un unico canale di raccolta e di riciclo.
Materiale composito ad alta sostenibilità ambientale costituito da:
- 50% fibra di cellulosa, ottenuta da carta/cartone riciclato;
- 50% matrice polimerica di sintesi o naturale realizzato senza sottrarre terreno fertile all’agricoltura;
- riciclabile nella filiera carta/cartone, da sempre la più diffusa;
- alta rigidità, tripla rispetto ai tradizionali materiali polimerici (7 GPa);
- processabile con tutte le tecnologie tradizionali di lavorazione dei polimeri.
Il materiale può essere processato mediante:
- estrusione di profilati
- termoformatura di lastre
- stampaggio a iniezione di forme particolari
Se ne prevede l’uso per svariate applicazioni, ad esempio:
- estrusi di rinforzo per packaging alimentare per diminuirne peso e spessore (risparmio anche nel trasporto)
- pezzi termoformati sagomati su misura per bloccaggio all’interno di scatole americane
- contenitori self-standing riciclabili con carta cartone
Tra le principali applicazioni possono essere citate:
- Film barriera in grado di rallentare la permeazione di ossigeno;
- Materiali ad assorbimento di etilene per rallentare i processi di degradazione della frutta;
- Materiali a mantenimento termico tramite l’uso di materiali a cambiamento di fase (“PCM: Phase Changing Materials”) per garantire il controllo della temperatura nelle fasi di logistica e trasporto.
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In particolare, i materiali a cambiamento di fase o PCM sono materiali in grado di accumulare o rilasciare energia termica per transizione di fase, da solido a liquido in intervalli di temperatura che possono essere scelti in funzione dell’applicazione (ad esempio 4-7°C per applicazioni nel campo del mantenimento della catena del freddo, 20-25°C per gli alimenti come il cioccolato che conservano le loro caratteristiche se mantenuti a temperatura ambiente senza subire eccessivo riscaldamento, 40-50°C per il trasporto di cibi caldi).
NextMaterials, spin-off del Consorzio Interuniversitario Nazionale per la Scienza e Tecnologia dei Materiali, grazie ai suoi stretti rapporti il mondo della ricerca accademica ha individuato lo Smart Packaging ed in primo luogo i materiali a mantenimento termico come tema di suo prioritario interesse, acquisendo importante know-how, sviluppato nel mondo accademico all’interno di progetti di ricerca industria/università.
Domanda di brevetto No. 102015000028276 del 26.06.2015, estensione No. PCT/IB2016/053777 del 24.06.2016: “Highly environmentally sustainable composite material”