ADESIVI PER IMBALLAGGIO ALIMENTARE: R&D al tempo dei NIAS

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1 5 CNGRESS SCIENTIFIC NAZINALE Food Contact Expert Desenzano, giugno 2015 ADESIVI PER IMBALLAGGI ALIMENTARE: R&D al tempo dei NIAS Rel. Dott.ssa Boara Maddalena

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5 ADESIVI per imballaggio flessibile PLIURETANI CN H 3 C NH H 3 C NH NH NH NC H 3 C CN NC H H H 3 C Poliolo Isocianato

6 ADESIVI per imballaggio flessibile - PLIURETANI I poliuretani sono dei polimeri ottenuti dalla reazione di condensazione di diverse tipologie di materie prime: - Poliesteri : combinazione di acidi bicarbossilici e glicoli - Polieteri - Glicoli - Isocianati: aromatici ed alifatici - Solventi (Acetato d Etile)

7 ADESIVI per imballaggio flessibile PLIURETANI Gli adesivi sono quindi utilizzati per la produzioni di imballi destinati al contatto alimentare. Ad ex: sacchetti per patatine; incarti per snack, pasta fresca, salumi, succhi di frutta ecc Non essendo ad oggi esistente una legislazione propria dei soli adesivi che ne regolamenti la produzione, i produttori di adesivi si devono riferire alla legislazione delle materie plastiche. I materiali ed oggetti di plastica destinati al contatto con alimenti sono regolamentati a livello Nazionale ed Europeo dal: Regolamento EU 10/2011 (PIM)

8 ADESIVI per imballaggio flessibile PLIURETANI Regolamento UE 10/2011 (PIM): Lista delle materie prime autorizzate nella fabbricazione di materiali destinati al contatto alimentare; NIAS Sostanze non Intenzionalmente Aggiunte Prodotti di reazione e di degradazione, non evitabili, che si formano durante la produzione di materiali plastici Necessaria valutazione di rischio. Indesiderati a causa di una regolamentazione macchinosa e poco chiara.

9 NIAS: non solo impurità ma cosa sono realmente? I NIAS sono delle specie chimiche ben definite, note, che si formano naturalmente negli adesivi durante la loro produzione, per mezzo di specifiche reazioni chimiche. Ex. ligomeri a basso peso molecolare, parte della normale distribuzione di PM in un polimero, come i ben noti esteri ciclici. I processi chimici industriali comportano inevitabilmente la presenza di reazioni secondarie che posso dare origine ai NIAS NIAS sottoprodotti

10 NIAS ESTERI CICLICI (lattoni): primo caso di picchi sconosciuti I lattoni sono oligomeri a basso peso molecolare facenti parte della normale distribuzione di PM di un poliestere. Sono dei sottoprodotti che si formano naturalmente durante la sintesi di un poliestere, materia prima utilizzata nella produzione di un adesivo. Progetto Esteri ciclici: - Screening dei nostri prodotti finiti - Identificazione di diversi tipi di esteri ciclici - Risk Assessment completato nel 2013 CH 3 CH 3

11 Esteri Ciclici Composti Volatili Lattone 1 Lattone 2 Progetto NIAS MLECLE VLATILI: 2014: Nuovo importante progetto di Screening approfondito dei «piccoli picchi» nell ambito delle molecole volatili.

12 Progetto NIAS MLECLE VLATILI Riferendosi ad un potenziale scenario di migrazione, assumendo il modello dei 6 dm 2 / Kg, un calcolo approssimato per uno scenario worst case indica: Esteri Ciclici: mg/kg Piccoli picchi (composti volatili): 5-20 mg/kg ( a volte < 5 mg/kg) Alcuni di loro sono noti per essere critici in termini di odore, gusto e potrebbero influire sulla qualità del materiale destinato a contatto con alimenti Importante approfondire la loro conoscenza!

13 Progetto NIAS MLECLE VLATILI: SCP Analizzare le principali materie prime, intermedi e prodotti finiti al fine di: - Individuare, identificare e quantificare i piccoli picchi / By-products critici per la salute umana o per la qualità del prodotto finito (alterazione delle sue proprietà organolettiche in particolare olfattive). - Investigare i nostri processi produttivi, accrescendo la nostra conoscenza riguardo: Meccanismi di degradazione e reazioni secondarie Influenza dei parametri di processo (tempistiche di reazione, P e T ) Selezione delle materie prime «migliori» Prodotti più sicuri e puliti

14 Progetto NIAS MLECLE VLATILI Screening approfondito per diverse categorie di prodotti: - I Step ( concluso ) Principali Materie prime utilizzate nelle nostre formulazioni, analizzate per tipologie (glicoli, pet, ecc.) e fornitori: circa 40 mp analizzate c.a. 500 analisi - II Step Intermedi di reazione / Semilavorati c.a. 100 analisi - III Step (in corso) Prodotti Finiti: varie tipologie c.a. 150 analisi

15 Progetto NIAS MLECLE VLATILI Le analisi sono state effettuate mediante tecniche GC-MS: HS GCMS: Scan & SIM Sul prodotto tal quale Dopo stress termici a diverse T e tempo: simulazione stoccaggio materie prime e processi di lavorazione dei p.f. GC MS: Iniezione diretta su campioni t.q. Individuati e identificati circa 300 by-products!!

16 Case History: Sviluppo di un nuovo prodotto Screening NIAS di uno dei nostri adesivi: 1) Direct Injection & Analisi migrazione identificati e quantificati un certo numero di esteri ciclici. Esteri ciclici nell Adesivo Standard

17 Case History: Sviluppo di un nuovo prodotto 2) HS GCMS Identificati e Quantificati diversi by-products, alcuni dei quali considerati potenzialmente critici. Rilevato ed identificato By-products critico Da eliminare!

18 Case History: Sviluppo di un nuovo prodotto 3) Riduzione o Eliminazione degli esteri ciclici e dei by-products più critici: Modifiche sostanziali nella formulazione (agendo sulle materie prime) Migliorie/variazioni nel processo produttivo NUVA FRMULAZINE : Prodotto "Clean" Performance migliori

19 Case History: Sviluppo di un nuovo prodotto By-products volatili: Adesivo Std Nuova Formulazione

20 Case History: Sviluppo di un nuovo prodotto Esteri Ciclici: Adesivo Std Nuova Formulazione

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22 Conclusioni Il progetto NIAS - MLECLE VLATILI ci ha permesso di: - Approfondire la conoscenza dei nostri prodotti dal punto di vista NIAS: Identificati by-products di varia natura ed origine, legata alle mp utilizzate, alla formulazione e/o ai processi di produzione; - Accrescere la nostra conoscenza riguardo i meccanismi di degradazione e reazioni secondarie che portano alla formazione dei NIAS; - Migliorare le nostre capacità analitiche e di sintesi rendendoci ancora più indipendenti; - Sviluppare un nuovo approccio/metodo nello sviluppo di un prodotto;

23 Technical Center ffanengo (Italy)

24 Technical Center Hamburg (Germany)

25 Grazie per l attenzione maddalena.boara@it.coimgroup.com