Università degli Studi di Parma Centro Interdipartimentale Packaging CIPACK. (Dir. Prof. Angelo Montenero)

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1 Università degli Studi di Parma Centro Interdipartimentale Packaging CIPACK (Dir. Prof. Angelo Montenero)

2 Lo spreco alimentare Nel mondo: Viene sprecato 1/3 del cibo prodotto Lo spreco equivale a 1,3 miliardi di tonnellate/ anno Lo spreco costa circa 553 miliardi di Euro/anno Fonte: FAO 2013

3 Perché si sprecano in alta percentuale i prodotti alimentari? Una delle cause più impattanti è un Packaging di scarso livello

4 4 Il Packaging permette di far sì che si possa fruire di un prodotto - DOVE si vuole - QUANDO si vuole - In condizioni IDEALI

5 5 Produzione Imballaggi: Mondo 490 Mld Europa 125 Mld Italia 29,3 Mld (6% mondo) pari a: Tonnellate e a: 3,6 % fatturato dell industria manifatturiera 1,8 % PIL

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10 Università degli Studi di Parma CIPACK Centro Interdipartimentale Packaging

11 11 COS E IL CIPACK Il Centro Interdipartimentale per il PACKaging è un centro interdipartimentale interno all Università degli studi di Parma nell ambito della Rete di Alta Tecnologia regione Emilia Romagna. Si propone di promuovere e coordinare attività di ricerca di base ed applicata relative alle tematiche del packaging Ne fanno parte 6 Dipartimenti: Ingegneria Industriale, Chimica, Economia, Farmacia, Medicina Clinica e Sperimentale, Scienza degli Alimenti.

12 12 Anno Contratti firmati

13 13 AMBITI DI RICERCA CIPACK Il Centro Interdipartimentale per il PACKaging ha diversi ambiti specifici di ricerca: Materiali Innovativi per il Packaging Qualità e Igiene nel Confezionamento Impianti evoluti e innovazioni per il confezionamento Alimentare, Farmaceutico, ecc. Impatto ambientale degli Imballaggi e loro riduzione

14 14 MATERIALI INNOVATIVI PER IL PACKAGING ACTIVE PACKAGING: rilascio di sostanze antimicrobiche Come modello di studio abbiamo scelto di depositare su PET un coating contenente lisozima e ne abbiamo misurato il rilascio nel tempo. ACTIVE MOLECULES SUBSTRATE ANTI MICROBIAL COATING

15 15 MATERIALI INNOVATIVI PER IL PACKAGING Risultati ottenuti Test qualitativi su piastre affermano l efficacia del rilascio Studi analitici in simulanti alimentari confermano il rilascio controllato Studi microbiologici dimostrano che l attività antimicrobica è reale e permane nel tempo Applicazioni Già in studio utilizzo su PE, PP e PLA. Possibilità di modulare la struttura del coating per accelerare, rallentare o fermare il rilascio della sostanza. Utilizzo di agenti antimicrobici naturali.

16 16 MATERIALI INNOVATIVI PER IL PACKAGING Proprietà BARRIERA per il packaging Coating nanometrici depositati per migliorare le proprietà barriera ai gas dei film plastici. ATTENZIONE ALL AMBIENTE! Coating sottili permettono una riduzione dello spessore dei polimeri quindi meno plastica da utilizzare!

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21 IMPARIAMO DALLA NATURA! Effetto LOTO COME FUNZIONA? La goccia d acqua galleggia sulle punte idrofobiche, senza mai bagnare la superficie IL CARTONCINO NON SI BAGNA!!! LA RICICLABILITÀ DEL CARTONCINO È MANTENUTA!

22 22 MATERIALI INNOVATIVI PER IL PACKAGING Barriera ai grassi e ai MOH, trattamenti per cartoncino

23 Scatola in cartoncino bianco Riscaldamento della pasta in forno a microonde 23

24 Dopo il riscaldamento: T.Q. Parte appoggiata al piano, lato esterno 24

25 Dopo il riscaldamento: Dopo mezz ora: 25

26 26 QUALITA E IGIENE NEL PACKAGING Sistemi Olfattivi Artificiali per il controllo qualità del packaging nell industria alimentare

27 27 QUALITA E IGIENE NEL PACKAGING VANTAGGI dei Sistemi Olfattivi Artificiali

28 28 QUALITA E IGIENE NEL PACKAGING Prove di invecchiamento e prove di migrazione del packaging Valutazione della resistenza del materiale da imballaggio con parametri: temperatura, umidità e luce controllati ü migrazioni globali ü migrazioni specifiche ü migrazioni specifiche in tenax ü determinazione gas cromatografica solventi residui ü analisi in spettroscopia IR e UV-VIS

29 29 QUALITA E IGIENE NEL PACKAGING Analisi del packaging: acqua in bottiglia Le bobine del polimero utilizzato per le guarnizioni erano conservate in un magazzino, in presenza di olii pesanti che rilasciavano nell ambiente le molecole colpevoli del cattivo odore.

30 30 QUALITA E IGIENE NEL PACKAGING Valutazione della variazione delle specie metalliche negli alimenti in funzione dei processi tecnologici Analisi di speciazione As III As V AsB DMA A As C ArCl + Speciazione di arsenico in pesci e crostacei e valutazione delle modifiche indotte dai procedimenti di conservazione e cottura

31 31 IMPIANTI EVOLUTI PER IL CONFEZIONAMENTO ALIMENTARE E FARMACEUTICO Simulazione ad eventi discreti nella progettazione dei sistemi di packaging ü Per simulazione si intende la riproduzione virtuale delle operazioni eseguite nel tempo da un sistema o processo reale. ü Il sistema è rappresentato come sequenza cronologica di eventi. ü Ogni evento comporta una modifica nello stato del sistema. Campi di impiego - Strumento di supporto per la fase di progettazione: fornisce importanti indicazioni sulle prestazioni di un sistema prima della sua realizzazione fisica. - Analisi what-if: permette di valutare diverse configurazioni di uno stesso sistema, individuando i colli di bottiglia di un sistema.

32 32 IMPIANTI EVOLUTI PER IL CONFEZIONAMENTO ALIMENTARE E FARMACEUTICO Analisi di Fluidodinamica Computazionale CFD (Computational Fluid Dynamics) Applicazioni 1. Miscelazione e dissoluzione di specie 2. Trattamenti termici Risoluzione di problemi di fluidodinamica mediante l utilizzo del computer 3. Studio del moto dei fluidi all interno di condotti

33 33 IMPIANTI EVOLUTI PER IL CONFEZIONAMENTO ALIMENTARE E FARMACEUTICO Applicazioni industriali di CFD CASO STUDIO 1: STERILIZZAZIONE OTTIMALE DI PACKAGING FLESSIBILE CASO STUDIO 2: OTTIMIZZAZIONE DI CELLE PER LA MATURAZIONE DEI SALAMI

34 IMPATTO AMBIENTALE DEGLI IMBALLAGGI Analisi e valutazione del ciclo di vita di un prodotto L analisi LCA è un processo che permette di valutare e quantificare gli impatti ambientali associati ad un prodotto, processo o attività. Viene considerato l intero ciclo di vita di un prodotto, dall estrazione delle materie prime allo smaltimento. 34

35 IMPATTO AMBIENTALE DEGLI IMBALLAGGI Strumento di comunicazione e Green Marketing ü Sempre più spesso la grande distribuzione richiede alle imprese dichiarazioni relative agli impatti dei prodotti. ü Maggiore attenzione e apprezzamento dei consumatori nei confronti di prodotti eco-sostenibili. Esempi di certificazioni ed etichette ecologiche ottenibili tramite una analisi LCA sono: EPD (dichiarazione ambientale di prodotto) Ecolabel Etichetta ambientale 35

36 36 Altri servizi offerti da CIPACK 1. Misure di resistenza meccanica e di adesione per film plastici, carta e cartone 2. Misure di scivolamento (frizione) tramite dinamometro 3. Studi di migrazioni di adesivi 4. Diffusione set-off degli inchiostri 5. Analisi colorimetriche in spettrofotometria 6. Analisi in micro-spettroscopia Raman 7. Studi di Packaging in atmosfera modificata (MAP) 8. Misure di Permeabilità a O2, CO2 e H2O 9. Analisi DSC e TGA per polimeri 10.Analisi Microbiologiche di virus, batteri, muffe e lieviti 11.Misura angolo di contatto (idrofilia/idrofobicità superficiale)

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38 Grazie per l attenzione