Tecnología del envasado en atmósferas modificadas

Con el envasado en atmósfera controlada, la composición de la atmósfera se controla a través de la vida de almacenamiento mediante la elección adecuada de las propiedades de permeabilidad del material usado para envasar.

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1. INTRODUCCI√ďN.

A lo largo de este documento se tratar√° de diferenciar dos t√©cnicas de envasado de frutas y hortalizas que permiten alargar la vida √ļtil de los productos sin detrimento de sus cualidades organol√©pticas. Estas dos t√©cnicas son el envasado en atm√≥sferas controladas (EAC) y el envasado en atm√≥sferas modificadas (EAM).

Ambas técnicas suponen el cambio de la atmósfera que rodea a los alimentos por aire con una composición distinta a la del aire normal. Generalmente se reduce el contenido de oxígeno y se aumenta el contenido de CO2. Los métodos que se utilizan para ello son los de flujo de gas (métodos de barrido) y la evacuación seguida de introducción de gas nuevo.

Con el envasado en atmósfera controlada (EAC) la composición de la atmósfera se controla a través de la vida de almacenamiento mediante la elección adecuada de las propiedades de permeabilidad del material usado para envasar. En el caso del envasado en atmósfera modificada (EAM), la atmósfera se cambia en el punto de envasado y ya no se realizan otros intentos para controlar su composición.

2. DEFINICI√ďN DE ATM√ďSFERA CONTROLADA.

La atmósfera controlada es una técnica frigorífica de conservación en la que se interviene modificando la composición gaseosa de la atmósfera en una cámara en frigoconservación, en la que se realiza un control de regulación de las variables físicas del ambiente (temperatura, humedad y circulación del aire).

Se entiende como atmósfera controlada (AC) la conservación de un producto hortofrutícola, generalmente, en una atmósfera empobrecida en oxígeno (O2) y enriquecida en carbónico (CO2). En este caso, la composición del aire se ajusta de forma precisa a los requerimientos del producto envasado, manteniéndose constante durante todo el proceso.

Esta t√©cnica asociada al fr√≠o, acent√ļa el efecto de la refrigeraci√≥n sobre la actividad vital de los tejidos, evitando ciertos problemas fisiol√≥gicos y disminuir las p√©rdidas por podredumbres. La acci√≥n de la atm√≥sfera sobre la respiraci√≥n del fruto es mucho m√°s importante que la acci√≥n de las bajas temperaturas.

Esta atmósfera controlada ralentiza las reacciones bioquímicas provocando una mayor lentitud en la respiración, retrasando la maduración, estando el fruto en condiciones latentes, con la posibilidad de una reactivación vegetativa una vez puesto el fruto en aire atmosférico normal.

2.1. Ventajas e inconvenientes de la atmósfera controlada.

a) Ventajas:

  • Prolongaci√≥n del periodo √≥ptimo de la conservaci√≥n entre un 40 y 60 %, respecto de la conservaci√≥n en atm√≥sfera normal.
  • Reducci√≥n de alteraciones y podredumbres t√≠picas del fr√≠o, de la conservaci√≥n frigor√≠fica a 0¬ļ C, ya que permite elevar temperaturas.
  • Ofrece Reducci√≥n de las mermas por peso.
  • Reducci√≥n de fisiopat√≠as.
  • Mayor resistencia del producto despu√©s de la conservaci√≥n en cuanto al reinicio del metabolismo.
  • Permite el empleo de temperaturas elevadas, necesitando menos frigor√≠as respecto a la fr√≠o Normal.
  • Efecto fungicida debido a la elevada concentraci√≥n de CO2.
  • Se reduce el calor de respiraci√≥n del fruto como consecuencia de la m√≠nima intensidad respiratoria debido al bajo contenido en O2¬†y la elevada concentraci√≥n de CO2.

b) Inconvenientes:

  • Inversi√≥n inicial elevada.
  • Mantener la adecuada composici√≥n de la atm√≥sfera.
  • Necesidad de un instrumental tecnol√≥gico elevado para su control.
  • Limitaciones de apertura de la c√°mara.
  • Aumento de la problem√°tica de incompatibilidades entre variedades a consecuencia de las diferentes condiciones de conservaci√≥n.
  • Nuevas fisiopat√≠as y des√≥rdenes propios de la AC.

3. ENVASADO EN ATM√ďSFERA CONTROLADA (EAC).

La tecnolog√≠a de EAC deriva de la tecnolog√≠a de atm√≥sfera controlada (AC) utilizada para ampliar la vida √ļtil de las frutas y verduras almacenadas a granel. Estos almacenes herm√©ticos est√°n equipados con sistemas que controlan escrupulosamente la composici√≥n de la atm√≥sfera gaseosa en el interior.

Con el envasado en atm√≥sfera controlada (EAC), el empleo de pel√≠culas para envasar selectivamente permeables en asociaci√≥n con una composici√≥n conocida del gas introducido en el envase proporciona una atm√≥sfera interna con la composici√≥n deseada durante la vida √ļtil del producto.

En el envase cerrado descenderá el nivel de oxígeno y aumentará el nivel de CO2, debido a los efectos de la respiración natural del vegetal crudo. Si el envase fuese totalmente impermeable, se alteraría el producto con bastante rapidez como resultado de la glucolisis anaerobio con bajas presiones de oxígeno.

El empleo de una película semipermeable idónea permite la entrada de oxígeno en una cuantía controlada para sustituir el oxígeno captado por el producto fresco. Cuanto menor sea la permeabilidad de la película, menor será el nivel final de oxígeno. La estabilidad se alcanzará a una determinada temperatura cuando la captación de oxígeno por el producto sea la misma que la reposición desde la atmósfera exterior. El valor de la presión estable del oxígeno depende de las variables tales como el producto, la película, la temperatura y la composición gaseosa de las atmósferas interna y externa.

4. ENVASADO EN ATM√ďSFERA MODIFICADA (EAM).

El envasado en atm√≥sfera modificada (EAM) para ampliar la vida √ļtil de productos vegetales sometidos a tratamiento t√©rmico marginal es una t√©cnica algo m√°s moderna que la aplicaci√≥n del EAC de productos crudos preparados. La t√©cnica se basa en el empleo de nitr√≥geno s√≥lo o mezclado con di√≥xido de carbono, y en la reducci√≥n del contenido en ox√≠geno hasta niveles normalmente inferiores al 1%.

La atmósfera modificada se consigue realizando vacío y posterior reinyección de la mezcla adecuada de gases, de tal manera que la atmósfera que se consigue en el envase va variando con el paso del tiempo en función de las necesidades y respuesta del producto.

En la técnica del envasado en atmósfera modificada se deben tener en cuenta cuatro componentes básicos: el envase empleado, la mezcla de gases, los materiales de envase y los equipos de envasado; todos ellos condicionados a su vez por la naturaleza del producto a envasar.

La composici√≥n normal del aire utilizad en el EAM es de 21% de ox√≠geno, 78 % de nitr√≥geno y menos del 0,1 % de di√≥xido de carbono. El CO2 es un gas altamente soluble en agua y con propiedades bacterioest√°ticas y fungiest√°ticas, lo que retarda el crecimiento de hongos y bacterias aer√≥bicas. El CO2 act√ļa alargando la fase vegetativa del crecimiento microbiano. El di√≥xido de carbono no es totalmente inerte y puede influir sobre el color, la consistencia y otros atributos de la calidad de las hortalizas.

Las concentraciones de CO2 han de estar comprendidas entre el 20 y 60%, siendo m√°s efectiva su aci√≥n a bajas temperaturas. En el envasado en atm√≥sfera modificada se procura reducir al m√°ximo el contenido en ox√≠geno para disminuir el deterioro de los productos por oxidaci√≥n. El nitr√≥geno se caracteriza por ser un gas inerte. La utilizaci√≥n del N2 evita el colapso de los envases en aquellos casos en los que el producto absorbe CO2.

Los factores que afectan a la intensidad de estos procesos y las condiciones de manipulaci√≥n y comercializaci√≥n, deben ser tenidos en cuenta para dise√Īar las caracter√≠sticas del sistema: producto-envase-entorno. Por ello, para efectuar el envasado en atm√≥sfera modificada, debe seleccionarse una pel√≠cula polim√©rica con caracter√≠sticas de permeabilidad adecuadas.

El empleo de películas de diferente permeabilidad dará lugar a la formación de atmósfera de equilibrio distintas y por tanto la evolución de los frutos también será diferente. La envoltura individual de los frutos con una película retráctil conforma una segunda lámina externa de protección y una microatmósfera alrededor del fruto. Esta barrera evita la pérdida de humedad, protege frente a la propagación de podredumbres y mejor las condiciones higiénicas en la manipulación.

5. EL ENVASADO MEDIANTE PEL√ćCULAS PL√ĀSTICAS.

El material de envasado elegido debe ser capaz de mantener constante la mezcla de gasess, impidiendo la entrada de oxígeno y la fuga de dióxido de carbono. Además es importante que posea las características de antivaho y de pelabilidad. Con la cualidad del antivaho evitamos que las gotas de agua procedentes del vapor de agua se condensen en la superficie interna del envase. La soldadura de los envases además de ser resistentes e impermeables, deben facilitar la apertura de la bolsa.

A continuación se van a describir de forma resumida los distintos tipos de películas plásticas que se emplean actualmente en el envasado de frutas y hortalizas frescas.

5.1. Películas laminadas.

Estas películas están conformadas por láminas de diferentes materiales unidas mediante un adhesivo, en forma de sandwich. Las películas laminadas ofrecen una mejor calidad de grabado ya que la superficie impresa es incorporada entre las numerosas láminas que las constituyen y esto evita el desgaste durante la manipulación. La desventaja de este tipo de películas es que el proceso de elaboración es caro lo que hace que este tipo de materiales no sea muy empleado.

Las películas laminadas tienen una excelente calidad de grabado al ser impresas generalmente por el reverso sobre el polipropileno y embebidas en la película. Suelen emplearse con productos de baja o media actividad respiratoria, ya que las capas interfieren en la movilidad del oxígeno hacia el interior del envase.

Tecnología del envasado en atmósferas modificadas (Parte II)

5.2. Películas coextruidas.

Se caracterizan por ser l√°minas producidas simult√°neamente que se unen sin necesidad de adhesivo. Son m√°s econ√≥micas que las pel√≠culas laminadas, sin embargo √©stas √ļltimas sellan mejor, pues el polietileno se funde y se reconstruye de forma m√°s segura.

Las películas coextruidas son grabadas en la superficie y tienden a desgastarse con la maquinaria durante el llenado y el sellado. La velocidad de transmisión de oxígeno hacia el interior del envase es mayor que en las películas laminadas.

5.3. Películas microperforadas.

Se emplean en aquellos productos que precisan de una velocidad de transmisi√≥n de ox√≠geno elevada. Se trata de pel√≠culas que contienen peque√Īos agujeros de aproximadamente 40-200 micras de di√°metro que atraviesan la pel√≠cula. La atm√≥sfera dentro del envase es determinada por el √°rea total de perforaciones en la superficie del envase.

Las películas microperforadas mantienen unos niveles de humedad relativa altos y son muy efectivas para prolongar la vida media de productos especialmente sensibles a las pérdidas por deshidratación y de deterioro por microorganismos.

5.4. Membranas microporosas.

La membrana microporosa se emplea en combinaci√≥n con otras pel√≠culas flexibles. Se coloca sobre una pel√≠cula impermeable al ox√≠geno la cual tiene una gran perforaci√≥n. De esta forma se consigue que todos los intercambios gaseosos se produzcan a trav√©s de la membrana microporosa, que tiene unos poros de 0,2-3 micras de di√°metro. La velocidad de transmisi√≥n de ox√≠geno se puede variar cambiando su espesor o modificando el n√ļmero y tama√Īo de los microporos que conforman la membrana.

5.5. Películas inteligentes.

Englobadas dentro de los llamados envases activos, son aquellas que están formadas por membranas que crean una atmósfera modificada dentro del mismo y que aseguran que el producto no consuma todo el oxígeno del interior y se convierta en una atmósfera anaerobia.

Estas membranas o pel√≠culas inteligentes impiden la formaci√≥n de sabores y olores desagradables, as√≠ como la reducci√≥n del riesgo de intoxicaciones alimentarias debido a la producci√≥n de toxinas por microorganismos anaerobios. Estas l√°minas son capaces de soportar variaciones de la temperatura de almacenamiento de hasta 3-10¬ļ C e incrementan la permeabilidad a los gases (velocidad de transmisi√≥n de ox√≠geno) mil veces cuando la temperatura aumenta por encima de la temperatura l√≠mite establecida, evitando la aparici√≥n de procesos de anaerobiosis.

6. EL FLOW-PACK

El flow-pack es un sistema de envasado que se aplica a numerosos productos. El envase est√° formado por una l√°mina de film, normalmente polipropileno, que la m√°quina conforma y sella para formar el envase.

Se caracteriza por una sutura longitudinal en el centro y sendas suturas en los extremos delantero y trasero. En los productos hortícolas, este tipo de envase puede emplearse con o sin bandeja, como es el caso de las fresas y de los pimientos tricolores respectivamente.

El flow-pack re√ļne una serie de ventajas:

  • Perfecta visibilidad del producto.
  • Potenciaci√≥n del aspecto por la transparencia y brillo del polipropileno.
  • Posibilidad de identificar el producto, tanto por impresi√≥n del mismo film, como por la adhesi√≥n de etiquetas, con el agregado de una dispensadora a la m√°quina de flow-pack.
  • Inviolabilidad del empaquetado; una vez abierto el envase no puede dejarse como estaba.
  • Altas producciones en empaquetado, a costes moderados.
  • F√°cil e higi√©nica manipulaci√≥n en el punto de venta. El cliente puede tomar el producto sin ensuciarse las manos y sabiendo que nadie lo ha podido manipular.
  • Adecuaci√≥n al tipo de producto. El polipropileno puede ser perforado con diferentes tama√Īos de orificio, dependiendo de las necesidades de ventilaci√≥n de la especie envuelta.

7. EQUIPOS Y MAQUINARIA DE ENVASADO.

7.1. Envasadoras de vacío o campana.

Consiste en una cámara que cierra herméticamente y de la que se extrae totalmente el aire atmosférico, reinyectándose seguidamente la mezcla de gases adecuada a toda la cámara. La inyección de gas se realiza mediante boquillas situadas en uno o varios de los laterales de la cámara.

El envase es siempre una bolsa flexible prefabricada, soldada por todas las partes, salvo por una para la introducción del producto y de las boquillas inyectoras. Una vez realizado el vacío y la inyección de gas, se suelda el lado abierto de la bolsa. A continuación se ventila la cámara, pudiéndose retirar los envases ya acabados. El sellado de las bolsas que se consigue es de muy buena calidad.

Son muy recomendables y utilizadas para bajas producciones y envases de poco valor a√Īadido. Son las envasadoras m√°s sencillas y econ√≥micas. Existe gran variedad de envasadoras de vac√≠o, en funci√≥n de las dimensiones de la c√°mara y de la longitud de las barras de soldadura. Son equipos muy lentos, por lo que no pueden alcanzarse producciones superiores a 2-3 ciclos/min.

7.2. Selladoras de barquetas.

Est√° compuesta por una c√°mara o molde que cierra herm√©ticamente y que consta de dos partes de las que la inferior se desliza horizontalmente para poder colocar en los alv√©olos correspondientes las barquetas preformadas, previamente cargadas con producto. Una vez introducida esta parte inferior del molde bajo la parte superior, esta √ļltima desciende acopl√°ndose ambas perfectamente. Se realiza el vac√≠o, la inyecci√≥n de gas, el sellado y el corte del film superior de tapa, siempre flexible, sigui√©ndose perfectamente el contorno de las barquetas.

Se pueden encontrar dos tipos de selladoras de barquetas:

  • Selladoras semiautom√°ticas. Los ciclos de trabajo suelen durar entre 20 y 30 segundos, a los que debe a√Īadirse el tiempo de carga t descarga de las barquetas, por lo que se alcanzan rendimientos finales de 2-3 ciclos/min.
  • Selladoras autom√°ticas. La llegada de las barquetas con el producto a la selladora es autom√°tica, por lo que se alcanzan mayores velocidades de trabajo. Puede llegarse hasta rendimientos de 15-20 ciclos/min, seg√ļn el tipo de equipo, necesidades de vac√≠o y requerimientos del producto.

7.3. Envasadoras verticales.

Son las envasadoras más difundidas en el envasado de determinados productos. Los principios de funcionamiento son muy parecidos en todos los modelos, diferenciándose fundamentalmente en el sistema de arrastre del film que formará la bolsa, a través de la máquina. Por lo general, se trata de máquinas muy rápidas y de elevado rendimiento.

La l√°mina de film de envase procedente de una bobina pasa por unas aletas que la gu√≠an a trav√©s del tubo de formado. Este tubo act√ļa como una caja formadora, y los dos bordes del film se sueldan por mediaci√≥n de rodillos calientes o por medio de una barra t√©rmica aplicando presi√≥n en la zona de la costura.

El producto dosificado se introduce dentro de las bolsas formadas a través de un tubo concéntrico con el tubo que forma el envase. Para realizar el vacío y la modificación de atmósfera se utilizan dos tubos concéntricos: el film se guía alrededor del tubo exterior, el producto cae por el tubo interior y el gas expulsa por barrido el aire atmosférico del envase. Este gas se introduce entre las paredes de los dos tubos.

7.4. Líneas Flow-Pack y Bdf.

Su funcionamiento es muy similar al de las envasadoras verticales, pero trabajando en horizontal. Se caracterizan por trabajar de una forma continuada, lo que permite la obtención de altos rendimientos de producción.

Partiendo de una bobina de film flexible se forma una bolsa en forma de tubo con tres soldaduras. El vac√≠o se realiza por barrido. Son l√≠neas muy r√°pidas y vers√°tiles, recomendables para gran n√ļmero de productos y formatos.

Las líneas Flow-pack se conocen generalmente por su aplicación en bollería, pero cada vez se emplean más en el envasado de hortalizas frescas. Se consiguen envases económicos y muy atractivos para el consumidor.

Las l√≠neas BDF utilizan las mismas envasadoras que para el flow-pack tradicional pero con un retractilado a continuaci√≥n. El BDF es un film alta barrera con una elevada retractibilidad y un brillo que hace especialmente atractivos a los envases. Este film rodea a la barqueta que contiene el producto. Dentro de la bolsa se inyecta gas por barrido, pero la bolsa a la salida de la m√°quina es muy holgada, por lo que es necesario hacerla pasar por el t√ļnel de retractilado para que el film se adapte perfectamente a la barqueta.

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