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DIPARTIMENTO DI CHIMICA “PAOLO CORRADINI”,              UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI NAPOLI “FEDERICO II”Nuovi materiali pol...
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Hanno contribuito al progetto           Claudio De Rosa (PO)           Finizia Auriemma (PA)           Giovanni Talarico (...
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Alcune premesse 1/2Alcune tipiche alterazioni fisiche che portano a perdita di qualità di unalimento:perdita di consistenz...
Alcune premesse 2/2Le alterazioni chimiche e fisiche non avvengonoindipendentemente. Controllando le reazioni chimiche e l...
Altre considerazioni – i materiali   Materie plastiche tradizionali per food packaging vs. materieplastiche meno convenzio...
Altre considerazioni – la tecnolgia           Film multistratoStrato esterno                                           Fil...
Obiettivo  Sviluppo di strati a matrice polimerica per un migliore effetto  barriera con eventuale inclusione di molecole ...
1- Riepilogo dei risultati definitivi raggiuntiIn collaborazione con il Dr. G. De Martino della:         Jolly Plastic srl...
2- Riepilogo dei risultati definitivi raggiuntiAnalisi delle proprietà di rilascio di alcuni campioni commerciali di copol...
3- Riepilogo dei risultati definitivi raggiunti  In collaborazione con il Dr. G. De Martino della:       Jolly Plastic srl...
4- Riepilogo dei risultati definitivi raggiuntiIn collaborazione con il Dr. Mario Malinconico e la Dott.a Barbara Immirzi ...
5- Riepilogo dei risultati definitivi raggiuntiSet up di un metodo di analisi della struttura e morfologia su scala moleco...
Conclusioni                  Autovalutazione dei risultati                              Buono           Da approfondire… A...
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Progetto Axia - Packaging - 27.02.2012

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Nuovi Materiali polimerici per l'imballaggio rigido e flessibile di alimenti.

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Progetto Axia - Packaging - 27.02.2012

  1. 1. DIPARTIMENTO DI CHIMICA “PAOLO CORRADINI”, UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI NAPOLI “FEDERICO II”Nuovi materiali polimerici per l’imballaggio rigido e flessibile di alimenti Finizia AuriemmaMilano, 27 Febbraio 2011 Claudio De Rosa
  2. 2. Dipartimento di Scienze Chimiche Polo delle Scienze e delle TecnologieSede: Campus dell’Università di Napoli “Federico II”, Monte S. Angelo, Via Cintia - 80126 - Napoli. Centro Storico Via Partenope
  3. 3. Chi siamo
  4. 4. Le nostre risorse
  5. 5. Le nostre risorse
  6. 6. Hanno contribuito al progetto Claudio De Rosa (PO) Finizia Auriemma (PA) Giovanni Talarico (PA) Odda Ruiz de Ballestreros (RIC) Rocco Di Girolamo Post-Doc Paolo Vollaro (PhD) Ornella Volpe Angela Scala Mauro MilazzoStudenti Ivana Pierro Sara Savino Lia Mauriello
  7. 7. What clothes do for a person, packaging does for a product.Any new packaging solution according to the concept ofsustainability should also keep its traditional functions, including its formal role. ESPECIALLY FOR FOOD PACKAGE!
  8. 8. Alcune premesse 1/2Alcune tipiche alterazioni fisiche che portano a perdita di qualità di unalimento:perdita di consistenza, di solubilità, di acqua, flocculazione, coalescenza,instabilità delle emulsioni, etc.E’ possibile limitare:Cambiamenti correlati con la perdita d’acqua controllando le migrazioni delvapore acqueo (alimento → ambiente o tra differenti componentidell’alimento stesso) Packaging funzionale es.con proprietà barriera.Perdita di qualità dovuta a crescita microbica. Packaging funzionale e intelligente: in grado di controllare e indicarevariazioni di pH, migrazione di nutrienti, grado di freschezza dell alimento.
  9. 9. Alcune premesse 2/2Le alterazioni chimiche e fisiche non avvengonoindipendentemente. Controllando le reazioni chimiche e lacrescita microbica, si può favorire anche la stabilità fisica di unalimento.Pertanto, le proprietà da considerare per un polimero, destinatoall imballaggio alimentare, includono: Permeabilità a gas (es. O2, CO2 ) e vapore acqueo Proprietà meccaniche e termiche Processabilità Trasparenza/Opacità Possibilità di essere termoformato e stampato Resistenza ad acqua, grassi, acidi, luce Disponibilità … ovviamente: costi.
  10. 10. Altre considerazioni – i materiali Materie plastiche tradizionali per food packaging vs. materieplastiche meno convenzionali (PLA nell’ esempio). Una proiezione del 2005.
  11. 11. Altre considerazioni – la tecnolgia Film multistratoStrato esterno Film di polimero Stampa+adesivo Film di AL, polimero met. Etc. Adesivo Film di polimero in genere PE o PPStrato interno Lo stesso film di polietilene è un multistrato o meglio un Lente di ingrandimento COESTRUSO Strato interno: a diretto contatto con gli alimenti. Include da 1 a 11 “layers”.
  12. 12. Obiettivo Sviluppo di strati a matrice polimerica per un migliore effetto barriera con eventuale inclusione di molecole attive che agiscano da scavengers dei gas emessi durante il processo di maturazione dei prodotti alimentari conservati o della radiazione UV . 1) Sviluppo di strati a base di materiali plastici più tradizionali (poliolefine). 2) Sviluppo di strati a matrice polimerica idrofilica/idrofobica. 3) Sviluppo di strati a base di biopolimeri biodegradabili e compostabili a basso impatto ambientale. 4) Individuazione della miglior soluzione in termini economici, impatto ambientale, sicurezza e salute.Strato singolo (layer) o layer componente di un film/lamina multistrato
  13. 13. 1- Riepilogo dei risultati definitivi raggiuntiIn collaborazione con il Dr. G. De Martino della: Jolly Plastic srl – Ricerca e SviluppoSviluppo di films multistrato a base di polietilene (tradizionale) e e copolimeri abase di cicloolefine (COC) per un migliore effetto barriera.Risultato: Questi materiali costituiscono una nuova classe di prodotti adatti alpackaging con le seguenti caratteristiche:• Proprietà meccaniche, facilità di lavorazione ed trasparenza elevata tipiche del PE.• Effettivo miglioramento proprietà barriera rispetto al vapore acqueo e all ossigeno. Possibile campo di applicazione: Packaging di alimenti, la cui integrità fisico-chimico-biolgica durante la fase di conservazione è criticamente dipendente dalle condizioni di umidità e concentrazione di O2 nell intorno dell alimento stesso. Tests su pasta fresca In itinere in collaborazione con la Blu-Plast e il Dip. Biologia, Unina
  14. 14. 2- Riepilogo dei risultati definitivi raggiuntiAnalisi delle proprietà di rilascio di alcuni campioni commerciali di copolimeriisotattici propene/etilene utilizzati per l’ottenimento del packaging alimentare rigido.Identificare la natura chimica delle sostanze rilasciate e individuare possibili strategiein grado di evitare la produzione di manufatti destinati all’imballaggio rigido primariodei cibi, costituiti da materiali polimerici non “inerti”. Risultati:La migrazione è dovuta quasi esclusivamente ad una frazione dipolimero solubile in etere.Tutti i campioni rilasciano una quantità di polimero > dei valori limiteconsentiti dalla legge. Strategia Utilizzo di un test semplice da effettuare sul prodotto in entrata checonsente di stabilirne l’ idoneità: determinazione della solubilità limite delle pellets in n-eptano a 50 °C per 24 h.
  15. 15. 3- Riepilogo dei risultati definitivi raggiunti In collaborazione con il Dr. G. De Martino della: Jolly Plastic srl – Ricerca e SviluppoStudio di nuove formulazioni a base di polietilene, contenenti una combinazione diagenti organici/inorganici in grado di proteggere gli alimenti dalle radiazioni UV. Risultati:•Gli studi effettuati indicano che le ottime proprietà di resistenzatermica e meccanica e di trasparenza del PE non vengono alterate pereffetto della presenza dei fillers organico e inorganico.•I due additivi, aggiunti in piccola quantità (<6 wt%) ai film di PE,agiscono in maniera sinergica nei riguardi dell’ assorbimento dellaradiazione UV dannosa. MA… Il filler inorganico è TiO2 costituito da NANOPARTICELLE di diametro ≈130 nm!
  16. 16. 4- Riepilogo dei risultati definitivi raggiuntiIn collaborazione con il Dr. Mario Malinconico e la Dott.a Barbara Immirzi del CNRdi Pozzuoli.Studio esplorativo di nuove formulazioni contenenti un polimero naturalebiodegradabile quale il poliidrossibutirrato (PHB) e un polimero tradizionale quale ilpolipropilene (PP) in presenza di un compatibilizzante.Scopo: ottenere prodotti con migliori proprietà di impatto ambientale preservando leeccellenti caratteristiche dei prodotti tradizionali. Risultati:•Lo studio per sé ha evidenziato la possibilità di utilizzare il PHB in miscela con ilPP per ottenere materiali con prestazioni analoghe a quelle del PP migliorando alcontempo l’ impatto ambientale in presenza di un opportuno compatibilizzantecontenete gruppi carbossilici.•Lo studio è stato utile perché ha consentito di identificare anche una secondastrategia Utilizzo di PHB o PLA modificato
  17. 17. 5- Riepilogo dei risultati definitivi raggiuntiSet up di un metodo di analisi della struttura e morfologia su scala molecolare di filmspolimerici a base di PE prodotti attraverso processi industriali e correlazione di talicaratteristiche con le proprietà ultime.Scopo: Costruzione un primo tassello di un data-base che consente il retro-designmolecolare nel campo del packaging alimentare. Struttura molecolare Performance Risultati:• Il nostro approccio teorico è stato validato su films ottenuti per soffiaggioutilizzando miscele modello HDPE/LLDPE.• Proprietà quali permeabilità al vapore d’acqua e rigidità di tali materiali possonoessere messi in relazione con i valori dei parametri molecolari (grado e tipo diramificazione del PE).
  18. 18. Conclusioni Autovalutazione dei risultati Buono Da approfondire… Aspetto Teorico Ricerche di cui alcon risvolti pratici punto 1, 2, 3 & 5. Aspetto Teorico Ricerche di cui alcon risvolti pratici punto 4. futuriAspetto Pratico Ricerche di cui al Ricerche di cui al punto 1 punto 3 (?), 4.
  19. 19. Poster contributions International Workshop "Characterization of Safe Nanostructured Polymeric Materials“ Napoli, 3-4 March 2011 Hotel degli Dei - Pozzuoli (Napoli)1) A STRATEGIC APPROACH FOR IMPROVED UV BARRIER PERFORMANCE IN POLYETHYLENE BASED THIN FILMS FOR FOOD PACKAGINGClaudio De Rosa, Finizia Auriemma, Giovanni De Martino, Paolo Vollaro, Ivana Pierro 2) POLYETHYLENE BASED MULTILAYERED FILMS FOR PRIMARY FOOD PACKAGING WITH IMPROVED GAS BARRIER PROPERTIESFinizia Auriemma, Claudio De Rosa, Ornella Volpe, Odda Ruiz de Ballesteros, Giovanni De Martino3) SOME ISSUES CONCERNING PROPENE-BASED COPOLYMERS FOR PRIMARY PACKAGING OF FOODAngela Scala, Finizia Auriemma, Claudio De Rosa, Odda Ruiz de Ballesteros, Giovanni Talarico4) Structure – properties relationship in blends of modified polypropylene and polyhydroxybutyrateMauro Milazzo, Barbara Immirzi, Claudio De Rosa, Finizia Auriemma, Mario Malinconico, Rocco Di Girolamo
  20. 20. Poster contributions XX Convegno Italiano di Scienza e Tecnologia delle Macromolecole Terni 4 - 8 Settembre 20111) A STRATEGIC APPROACH FOR IMPROVED UV BARRIER PERFORMANCE IN POLYETHYLENE BASED THIN FILMS FOR FOOD PACKAGINGClaudio De Rosa, Finizia Auriemma, Giovanni De Martino, Paolo Vollaro, Ivana Pierro 2) POLYETHYLENE BASED MULTILAYERED FILMS FOR PRIMARY FOOD PACKAGING WITH IMPROVED GAS BARRIER PROPERTIESFinizia Auriemma, Claudio De Rosa, Ornella Volpe, Odda Ruiz de Ballesteros, Giovanni De Martino3) SOME ISSUES CONCERNING PROPENE-BASED COPOLYMERS FOR PRIMARY PACKAGING OF FOODAngela Scala, Finizia Auriemma, Claudio De Rosa, Odda Ruiz de Ballesteros, Giovanni Talarico

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