Embalaje Inteligente: avances en comidas listas, ferretería y vegetales

Una mirada a las aplicaciones comerciales recientes de envases inteligentes en los Países Bajos, India e Inglaterra hacen bastante claro que una revolución tecnológica está en marcha.

Embalaje activo, embalaje inteligente - los términos a menudo se utilizan como sinónimos . Pero en términos generales, todos los términos se refieren a una clase de embalaje que va más allá de las cuatro funciones más fundamentales del embalaje: contener, proteger/preservar, transportar, comunicar.

Aquí, en ningún orden en particular, están algunos ejemplos de empaques introducidos recientemente y disponibles comercialmente que aprovechan las nuevas tecnologías de envasado activo e inteligente. Comenzamos con una tecnología de blindaje de microondas de Shieltronics que hace posible controlar la intensidad de las microondas en un horno de microondas de manera que los alimentos que requieren menos energía de microondas que otros todo se pueden preparar en un solo ciclo de cocción conveniente que dura de cuatro a seis minutos .

Mientras que algunos clientes institucionales han estado poniendo esta tecnología en uso desde el último año o así, no se ha utilizado comercialmente en los canales minoristas. Eso podría cambiar pronto gracias a la evolución en curso en Conveni, un innovador fabricante de alimentos en Liessel, Países Bajos. Conveni es una nueva compañía cuyo director gerente Wiebe Visser, quien acaba de adquirir las empresas de platos preparados y pizza del fabricante holandés de alimentos Qizini. la marca Qizini de platos preparados de (ver foto) se moverá a través de los canales de venta bajo la marca Conveni, tan pronto como el inventario de material de embalaje existente se agote.

Disponible principalmente en los Países Bajos durante los últimos años , los platos preparados Qizini/ Conveni ya están en un embalaje activo. Es una idea originalmente desarrollada y patentada por el desarrollador de comida holandesa CH Food , donde el concepto tenia el nombre de 'Variable Heating Steaming'. Qizini, quien licenció la tecnología de CH Food, denomina al empaque como 'Steam Cousine'. Es un envase de polipropileno inyectado de dos compartimentos, que se llena semiautomáticamente de verduras en un compartimiento y proteína crudos o parcialmente cocinada (pescado, pollo, carne) en el otro . Antes de termosellar una tapa de película de PEBD a este con una selladora de bandejas Sealpac, dos cosas importantes suceden. Primero, un sistema patentado láser hace diminutas perforaciones en la tapa flexible en tres áreas. Dos conjuntos de perforaciones - llamadas Zona A y Zona B - están diseñados para estar sobre el compartimiento de los vegetales. El otro conjunto de perforaciones - llamemos Area C- está sobre el compartimiento de la proteína. 

Perforaciones láser patentadas, tecnología de atmósfera modificada, y la aplicación de etiquetas pequeñas autoadhesivas sobre las perforaciones láser , juegan un papel en este ejemplo de embalaje activo.

En este punto, el compartimiento de proteína se evacua y rociado con una mezcla de gas que prolonga la vida de anaquel refrigerada para los deseados ocho o nueve días. A continuación, la tapa flexible se termosella al reborde perimetral , así como al tope de la pared inyectada que separa los dos compartimientos . El resultado final es un compartimiento EAM para la proteína y un compartimento separado para los vegetales .

Luego viene otro poco de la innovación patentada . Dos pequeñas etiquetas auto adhesivas de PEBD de unos 10 mm de diámetro se aplican en el área de perforación B y el área perforación C. Estas etiquetas están diseñadas para abrirse ligeramente y liberar parte de la presión interna que se acumula cuando el consumidor cocina la comida en el horno de microondas . Sin esta función de ventilación, el empaque estallaría durante la cocción. La etiqueta en el lado de proteínas también asegura que se mantenga el ambiente de atmósfera modificada .

En cuanto a la zona de perforación C en el lado de los vegetales, este permanece descubierto. Su función es permitir que las verduras frescas respiren: oxígeno entra, dióxido de carbono sale . Sin este intercambio controlado de gases, las verduras se echarían a perder en un día o dos.

Conveni, fabricante holandés de comida está poniendo a prueba el material de blindaje de microondas que se aplica como una etiqueta en molde en el compartimiento de la izquierda de este contenedor de PP moldeado por inyección.

Al salir de la máquina Sealpac, las bandejas selladas tienen una funda de papel aplicada manualmente. Con eso, los paquetes de 450 g, entran a la distribución refrigerada y, eventualmente, son comprados por los consumidores por 4 a 5 euros. Cocinar es una cuestión de quitar la funda de papel y colocar el recipiente de dos compartimentos en el horno microondas por cuatro a seis minutos. La cocción se realiza por una combinación de vapor y la presión, y debido a que las perforaciones con láser en la zona A y la zona B estan hechas con la mayor precisión, la intensidad de vapor y la presión es mayor en el compartimiento de proteína que en el compartimiento de la verdura. Es por eso que los productos crudos como el brócoli y el salmón, cuyos requisitos de cocción son tan diferentes, pueden ser convenientemente cocinados juntos.

Visser Director Gerente de Conveni, dice que el sabor y la textura de los alimentos cocinados en este enfoque Steam Cousine, son mejores que otras comidas preparadas alternativas del mercado. "Pero", el añade, "hay espacio para mejorar. Se puede obtener aun un mayor control de los tiempos y temperaturas de cocción a través de la tecnología de Shieltronics . Hemos tenido un éxito significativo con él en las pruebas a gran escala. En su forma más extrema , puede poner agua en el compartimiento sin blindar y helado congelado en el otro, y cuando se abra el microondas el agua estará hirviendo y el helado imperturbable y listo para disfrutar. No es que querramos impulsar la tecnología hasta esos extremos. Pero te muestra lo que es capaz."

El material absorbente de microondas Shieltron de Shieltronics está incorporado en un envase por medio de un etiquetado en molde . Shieltronics y Conveni han confiado en el moldeador por inyección Cups4You para que suministre los envases durante gran parte de su actividad de pruebas. Uno de estos contenedores se muestra a la derecha .

Y ¿cual exactamente es la composición del material Shieltron ? Dick Geheniau de Shieltronics lo describe como un laminado de múltiples capas de PP/folio para microondas/PP. La capa externa de PP, dice, se imprime antes de la laminación . El material , anota Geheniau, se puede formular para permitir tanto o tan poco poder de microondas como se desee.

Visser considera como un gran invento, el concepto escudo de microondas",
"Lo que nos llevó a Shieltronics es que nos dedicamos a producir una comida preparada sin compromisos. Las nuevas tecnologías de embalaje activo e inteligente nos pueden ayudar a hacer eso. Nos permitirá a poner alimentos diferentes que requieren muy diferentes tiempos de cocción en un solo empaque que puede ser convenientemente cocinados en el microondas sin necesidad de que el consumidor los cocine por separado " .

Tecnología de serialización de gran alcance
Vamos desde los Países Bajos hasta la India para nuestra próxima visita a una tecnología de envasado inteligente que está dando sus frutos, esta vez en la categoría de ferretería. El usuario: JK Files (India) Ltd., una filial de Raymond Ltd. El proveedor de tecnología: Kezzler.

JK Files es el mayor productor del mundo de las limas manuales, que se venden principalmente a través de los canales de ferretería. La firma tiene una cuota de mercado global del 32% del negocio de limas manuales, y exporta el 50% de sus productos a más de 100 países, incluyendo EUA, Canadá, y una variedad de naciones europeas. A medida que los productos falsificados, muchos de China, comenzaron a manchar la reputación de la empresa de alta calidad, la gerencia se volvió al sistema de serialización desarrollado por Kezzler. Los empaques de película flexible, todos reciben un código QR único que es impreso por transferencia térmica. El comprador de la lima puede luego escanear el código o el texto del número adyacente para saber inmediatamente si la lima es auténtica o falsa.

Códigos únicos en cada paquete de archivos hace inmediatamente saber a los compradores si el archivo es auténtico. Los códigos también proporcionan una gran cantidad de información comercial a JK Files.

"Es una forma de embalaje inteligente que faculta al comprador a verificar que se trata de un producto auténtico y no una falsificación ", dice Avi Chaudhuri , Director Principal de Kezzler . "También permite al titular de la marca comunicarse con los consumidores, enlazándolos en una nueva forma. Se abre un portal electrónico entre el consumidor y el propietario de la marca . Promociones, nuevos productos , programas de fidelización, cupones , todo puede ser puesto a disposición del consumidor. Y la inteligencia de negocios en tiempo real, es tan importante para el propietario de la marca . JK Files sabe cuando el producto fue vendido y dónde. "

Pfizer también está usando la tecnología Kezzler en Hong Kong para sus marcas Lipitor, Norvasc y Viagra . Los estuches de cartón que contienen estos productos tienen una etiqueta despegable . El consumidor la despega para encontrar un código de verificación único de 15 dígitos . Una vez más , los consumidores pueden utilizar sus teléfonos para textear el código a un centro de verificación, que recibirá un mensaje de respuesta diciéndoles que si el producto es original o no. O pueden ir en línea para introducir el código y ver un resumen de su producto en la pantalla.

Un experimentado observador y consultor de la industria encuentra la tecnología Kezzler especialmente significativo es Geert de Vries de KPMG Advisory, que se especializa en ayudar a los propietarios de marcas a prevenir la falsificación y el comercio paralelo. Señala una aplicación Kezzler en la categoría de bebidas energéticas que implica miles de millones de códigos.

"La importancia de esta aplicación de bebida energética es que en general los sistemas de TI no han sido capaces de manejar una enorme cantidad de códigos únicos", dice de Vries . "Mira a la nueva legislación europea que exige que todos los productos farmacéuticos tengan un código único. Eso llegara a cerca de 17 mil millones de códigos por año , y cuando extendemos eso tres o cuatro años , estamos hablando de unos 50-60 mil millones de códigos únicos. Incluso los grandes sistemas SAP y Oracle no son capaces de ejecutar ese tipo de números. 

La solución Kezzler parece ser la única que lo hará. Es porque ellos no almacenan el código real en la base de datos. Ello almacenan el algoritmo en su lugar . Esto les permite manejar miles de millones de identificadores únicos con un tiempo de respuesta de menos de un segundo . "

De Vries anticipa un rápido crecimiento de la serialización, y no sólo en aplicaciones farmacéuticas .
"Creemos que la serialización en masa es increíblemente importante en el futuro , ya que es capaz de lograr tres objetivos importantes ", dice. " En primer lugar es la recopilación de datos . Tu sabes exactamente cuánto tiempo se necesita para que tu producto vaya desde la producción hasta el consumidor final y tu sabes exactamente donde esta el consumidor final. También sabes cual empaque se está vendiendo mejor, viendo cuánto contacto hacen los consumidores con tu base de datos. 

Esto es valioso en la industria farmacéutica , por supuesto, pero también en productos de consumo, alimentos y bebidas , también. En segundo lugar, hay autentificación. Y en tercer lugar está el marketing - le puedes pedir a los consumidores escanear el código, porque pueden ganar un premio, por ejemplo, y una vez que ellos lo escanean puede ofrecerles información sobre productos relacionados que podrían comprar . "

En cuanto al costo de la tecnología Kezzler , Chaudhuri lo estima en alrededor de un centavo por cada producto si los volúmenes están en el rango de los 50 millones de unidades por año . Conforme los volúmenes aumentan aún más, el costo se reduce aún más , añade.

La reducción de los residuos de alimentos
Nuestra última mirada a envases activos e inteligentes y nos lleva hasta el mercado de vegetales del Reino Unido, donde la cadena de supermercados Asda está trabajando con Ultimate Packaging y QV Foods para extender la vida de anaquel de papas de cristal extra especiales Cornish. Cultivadas en la región de Cornwall en Inglaterra, estas papas son conocidos por su cremosa , suave y tierna consistencia y la piel suave y esponjosa. Se cosechan alrededor de dos semanas por delante de otras patatas nuevas inglesas debido a la calidez que Cornwall recibe de la Corriente del Golfo.

Desde que el material ViridiFlex  fue puesto en uso, la vida útil se ha mejorado mucho y las quejas de los clientes han disminuido.

QV Foods esta envasando las papas en algo que Ultimate Packaging llama Viridiflex . El material se coloca como algo que es bueno para el medio ambiente, por lo que el nombre es una combinación del " viridis " que en latín significa "verde" y " flex" por el embalaje flexible. Las especificaciones precisos del material de Ultimate Packaging son difíciles de conseguir. Pero es una laminación adhesiva que consiste en una capa desconocida patentada que está unida a una capa de Natureflex . Fabricado por Innovia Films, Natureflex es una bio-película hecha de pulpa de madera de plantaciones gestionadas. Está certificado con las normas europeas y americanas para el embalaje compostable. También es conocido por tener un alto brillo y proporcionar un grado de permeabilidad a la humedad.

Lo que Viridiflex enfrenta es el hecho fundamental de que los vegetales frescos , porque están vivos, siguen respirando. Es decir, emiten CO2 y toman O2. Las excelentes propiedades de barrera al oxígeno de Viridiflex son manipulados utilizando la tecnología láser Adapt MAP de Ultimate Packaging. Se trata de patrones de perforación láser que optimizan la transmisión de gas a través de la película. El resultado final es que los niveles de oxígeno y CO2 son administrados de tal manera que se reduzca el riesgo de que las patatas se malogren. A Jon Wynn director técnico Categoría Vegetales de ASDA, le gusta lo que ve ya que la película Viridiflex reemplazó al polipropileno cast.

"Estoy muy contento con su desempeño ", dijo Wynn. "Los clientes de ASDA se han beneficiado de un aumento significativo en la vida del producto y la calidad del producto al final de la vida, destacado por la reducción de quejas del 92% año por año, en las primeras cinco semanas de la temporada de la papa especial Crystal Cornish Extra."

Ultimate Packaging resume las propiedades de película Viridiflex de la siguiente manera :

• Fabricado con materiales compostables y de recursos renovables 
• Contiene 84 % de biomateriales
• Laminado utilizando adhesivo acuoso/compostable
• Alto brillo y gran transparencia de la película
• Buena resistencia cuando esta formado
• Espesor total de 45 micrones
• Permeabilidad al vapor de agua de 360 g /sq m/24 h
• Típica velocidad de transmisión de O2 de 12 cc / sq m/24 hr a 23 º C y 0 % de humedad relativa

El material Viridiflex se envía a  QV Foods en rollos que son alimentados a una maquina formadora/llenadora/selladora/vertical que produce los envases terminados de patatas . 

"Más del 70 por ciento de nuestro producto se entrega en el sector de alimentos frescos y refrigerados", dice Chris Tonge , Director de Ventas y Marketing de Ultimate Packaging . "Esto ha llevado a la compañía tomar grandes saltos técnicos para avanzar en su oferta de películas innovadoras al mercado. Esta experiencia , junto con los conocimientos técnicos y las primeras instalaciones de prueba han posicionado perfectamente para establecer una nueva vanguardia de embalaje activo que pueden extender la vida útil " .

Pat Reynolds, VP Editor
Packaging World

02 Octubre 2013

Recubrimientos vegetales para mantener fresca la temperatura en el interior

Según una investigación conjunta entre la UPV/EHU y el Laboratorio de Control de Calidad en la Edificación del Gobierno Vasco, la cubierta vegetal aporta ventajas térmicas notables en lugares que tienen inviernos templados y veranos cálidos

Aitor Erkoreka, profesor e investigador de la UPV/EHU, ha demostrado que las cubiertas vegetales son idóneas para lugares donde hace mucho calor en verano. Así, mediante estos recubrimientos se consigue que la necesidad de aire acondicionado sea menor que con las cubiertas convencionales, con el mismo grado de confort, y por tanto, que disminuya también el consumo energético. Sin embargo, para obtener buenos resultados, es imprescindible un adecuado sistema de riego.

Interempresas - Energia

03 Setiembre 2013

Disponer de vegetales en las cubiertas de los edificios, en lugar de la habitual grava, ofrece diversas ventajas. Más allá de la estética, con muchos edificios de este tipo se evita la formación de una isla de calor en las ciudades y disminuye el riesgo de inundaciones en periodos de lluvia. Además, en los tejados verdes suelen vivir muchas especies animales, y son también útiles para hacer frente a la contaminación atmosférica y a la acústica.

Aitor Erkoreka Gonzalez, ingeniero industrial y doctor en Ingeniería térmica en la UPV/EHU.

Aitor Erkoreka, doctor en Ingeniería térmica de la UPV/EHU, ha investigado si también son ventajosas desde el punto de vista de la energía térmica, y ha confirmado que son adecuadas en algunos casos, pero no en todos.

De hecho ha sido el tema elegido para su tesis: comparar el comportamiento térmico e higroscópico de las cubiertas vegetales y el de las de grava. Precisamente una compañía constructora quería hacer un estudio sobre los dos tipos de cubiertas, para un proyecto de construcción mediante módulos prefabricados. Los módulos de 6,6 metros de largo, 3,3 metros de ancho y 3 metros de altura son manufacturados en serie y montados en su destino final (se pueden erigir edificios de hasta 8 plantas). Erkoreka ha utilizado la metodología Paslink para llevar a cabo el estudio de ambos tipos de cubierta, y ha realizado los experimentos en condiciones meteorológicas extremas.

Así, Erkoreka ha demostrado que principalmente son dos los factores que hacen que la cubierta vegetal sea útil a nivel energético y económico. Por un lado, en el lugar en que está situado el edificio tiene que ser muy necesario el uso de sistemas de refrigeración, y, por otro, es imprescindible que la cubierta tenga un sistema de riego adecuado.

La clave es la evapotranspiración
Erkoreka ha realizado las simulaciones en climas distintos, y ha observado que en lugares muy soleados la cubierta vegetal es más efectiva que el aislamiento tradicional para proteger del calor el interior de las casas.

Según el investigador, eso es debido a la evapotranspiración de las plantas: "En verano, una parte importante de la energía solar que entra en las viviendas lo hace a través del tejado. Sin embargo, si ajardinamos un tejado que ya tiene un aislante tradicional, impediremos en cierta medida que la vivienda se caliente. Las plantas absorben agua por las raíces, y liberan agua en forma de vapor a través de las hojas. Y toman del sol la energía que necesitan para eso. De esa manera, la energía solar es aprovechada por las plantas para la fotosíntesis y la evapotranspiración, en lugar de entrar al interior de las casas. Gracias a eso se consigue que no aumente la temperatura de la superficie exterior del tejado. Según los datos conseguidos por Erkoreka, con ese método se logra reducir un 75% el calor que entra en los edificios a través del tejado, por lo que será menor el uso de sistemas de refrigeración.

Pero, según Erkoreka, para eso es “imprescindible“regar las plantas:”Hemos observado que en lugares muy soleados y sin lluvia la cubierta verde se seca totalmente en ocho días a no ser que se riegue (teniendo la cubierta vegetal un grosor de 10 cm o menos, y la mayoría son de esas características). Y en ese caso no sirve para nada. Es más, las plantas y la tierra absorben mejor la radiación solar que la grava, por lo que aumenta la necesidad de sistemas de refrigeración”. Concretamente, una cubierta vegetal seca puede aumentar la necesidad de refrigeración en un 65% con respecto a la cubierta tradicional".

Por lo que Erkoreka también ha tenido en cuenta el coste del riego al comparar la cubierta vegetal con la de grava. Y ha llegado a la conclusión de que se ahorra más en el consumo del sistema de refrigeración que lo que se gasta en el sistema de riego. Es decir, desde el punto de vista económico, en lugares que tienen veranos muy calurosos merece la pena instalar una cubierta vegetal, a pesar de que requiere riego y cuidados adecuados.

El investigador, sin embargo, cree que en invierno no resulta tan ventajosa. “En invierno queremos lo contrario; es decir, que el calor no salga del interior. En esa época, las plantas no tienen mucha actividad, y la tierra suele estar húmeda, ya que habitualmente llueve. Eso hace que la superficie exterior del tejado sea más fría que si no tuviera tierra, por lo que la pérdida de calor puede ser mayor en una cubierta vegetal que en una tradicional”. Así, solo se recomienda el uso de la cubierta ajardinada en lugares de inviernos templados y bastante secos.

Erkoreka resume de este modo los resultados de su tesis: "Teniendo en cuenta únicamente el funcionamiento térmico del tejado, en lugares donde no hace demasiado calor en verano no es aconsejable instalar un cubierta vegetal, ya que resulta más económico poner un aislamiento 1 ó 2 cm más grueso, tanto para verano como para invierno. Pero en lugares muy soleados y con gran necesidad de refrigeración, se recomienda la cubierta vegetal, ya que esta disminuye mucho la demanda de refrigeración”. Por último, recuerda que hay que tener un sistema de riego adecuado.

Aitor Erkoreka Gonzalez (Bilbo, 1982), ingeniero industrial y doctor en Ingeniería térmica en la UPV/EHU. Ha realizado la tesis de título ‘Caracterización mediante modelado y ensayos del comportamiento energético de cubiertas ajardinadas utilizando la metodologia Paslink’ bajo la dirección de José María Sala Lizarraga, catedrático en termodinámica aplicada. La tesis se ha realizado gracias al apoyo económico y técnico del Laboratorio de Control de Calidad en la Edificación del Gobierno Vasco, ya que allí se han realizado todos los ensayos y las mediciones necesarias para la tesis.Actualmente es profesor del departamento de Máquinas y Motores Térmicos en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial e Ingeniería de Telecomunicación (UPV/EHU).

Embalaje respirable

El embalaje de productos frescos ofrece un interesante desafío para los fabricantes de película. 

Mientras que la mayoría de las películas plásticas serán adecuadas para contener el producto, los requisitos más importantes son que el consumidor sea capaz de ver el producto que se compra y que el envase ofrezca la máxima vida útil posible del producto. El primero de estos requisitos, la claridad, la cumplen varios tipos de polímeros.

Sin embargo, el segundo requisito, larga duración en anaquel, es mucho más difícil. En contraste con muchos empaques de alimentos de hoy en día que emplean películas de barrera para aumentar la vida útil, estos productos requieren un paquete respirable. El envasado en atmósfera modificada (MAP) implica la creación de películas que permiten que vegetal continúe respirando / madurando una velocidad controlada, mientras esta dentro de un empaque, lo que resulta en una mezcla cambiante de oxígeno (O2), dióxido de carbono (CO2), y vapor de agua. Así, la película debe permitir que estos gases circulen dentro y fuera del empaque a la velocidad correcta. Para hacer las cosas más difíciles, cada tipo de vegetal tiene una tasa de respiración única.

Chinsirikul, et al. han realizado una amplia labor en este campo para desarrollar películas respirables para varios tipos de frutas tropicales [54]. Trabajando con las películas coextruídas a base de varios grados de polietileno (PE), han investigado la influencia de varias variables claves del proceso, incluyendo el tipo de PE, mezclas de PE, número de capas, y la disposición de las capas.

Sus propiedades objetivo de la película incluyen claridad, velocidad de transmisión de O2 (OTR), fuerza de bloqueo (pegarse a si mismos), y la resistencia.

Una excelente combinación de propiedades de la película resultó de la siguiente estructura de tres capas: (PEAD/mPE)-mPE-mPE. La capa interna era una mezcla de polietileno de alta densidad y polietileno metaloceno. Mientras que el mPE proporciona una OTR excelente, mezclándolo con el PEAD para la capa interior aumenta la resistencia total de la película y elimina el bloqueo indeseable de las dos superficies interiores del empaque. La estructura final de la película muestra una aceptable OTR y resistencia, sin bloqueo, y buena claridad. Curiosamente, la mayor claridad se logró mediante la combinación en estado fundido de PEAD y mPE en lugar de sólo la mezcla en seco, y cuando se empleo un PEAD de una viscosidad menor (mayor índice de fusión).

Blown Film Extrusion, p. 105
Kirk Cantor
Hanser Publishers