Los términos embalaje activo , embalaje inteligente y embalaje inteligente se refieren a sistemas de embalaje amplificados utilizados con alimentos , productos farmacéuticos y varios otros tipos de productos. Ayudan a prolongar la vida útil, controlar la frescura, mostrar información sobre la calidad, mejorar la seguridad y mejorar la conveniencia . [1]
Los términos suelen estar relacionados y pueden superponerse. El embalaje activo suele significar tener funciones activas más allá de la contención y protección pasiva inerte del producto. [2] El embalaje inteligente y inteligente suele implicar la capacidad de detectar o medir un atributo del producto, la atmósfera interior del paquete o el entorno de envío. Esta información puede comunicarse a los usuarios o activar funciones de empaquetado activas. En los paquetes se pueden emplear materia programable , materiales inteligentes , etc. Yam, Tashitov y Miltz han definido el embalaje inteligente o inteligente como:
. . . un sistema de embalaje que es capaz de llevar a cabo funciones inteligentes (como detectar, sensar, registrar, rastrear, comunicar y aplicar lógica científica) para facilitar la toma de decisiones para extender la vida útil, mejorar la seguridad, mejorar la calidad, proporcionar información y advertir sobre Posibles problemas. [3]
Dependiendo de las definiciones de trabajo, algunos tipos tradicionales de envases podrían considerarse "activos" o "inteligentes". Más a menudo, los términos se utilizan con nuevos sistemas tecnológicamente avanzados: microelectrónica , aplicaciones informáticas , nanotecnología , etc.
Durante muchos años, se han utilizado desecantes para controlar el vapor de agua en un paquete cerrado. Un desecante es una sustancia higroscópica generalmente en una bolsa o bolsita porosa que se coloca dentro de un paquete sellado. Se han utilizado para reducir la corrosión de maquinaria y dispositivos electrónicos y para prolongar la vida útil de los alimentos sensibles a la humedad. Con los paquetes farmacéuticos, un método común es incluir un pequeño paquete de desecante en una botella. Recientemente se han desarrollado otros métodos para incluir desecantes adheridos a la superficie interior o al material. [4] [5]
Se pueden aplicar inhibidores de corrosión a los artículos para ayudar a prevenir el óxido y la corrosión . Los inhibidores de corrosión volátiles (VCI) o inhibidores de corrosión en fase de vapor se pueden proporcionar dentro de un paquete en una bolsa o se pueden incorporar en una envoltura saturada de papel especial o película plástica. Muchas de ellas son sales orgánicas que se condensan en el metal para resistir la corrosión. Algunas películas también tienen capacidad de emisión de VCI.
Hay películas disponibles con iones de cobre en la estructura del polímero, que neutralizan el gas corrosivo en un paquete y disuaden la oxidación.
Los VCI crean un ambiente neutral en el embalaje. Funciona según el principio de diferencia de presión de vapor y provoca una reacción con metales y no metales y con la humedad para evitar la corrosión. Hay diferentes formas de VCI disponibles, como papeles, plásticos , papeles HDPE , aceites, espumas , virutas, láminas de barrera de aluminio , burbujas y emisores que pueden prevenir la corrosión en muchas etapas.
Las trazas de metales de transición en los alimentos, especialmente el hierro , pueden inducir la degradación oxidativa de muchos componentes de los alimentos, especialmente los lípidos, y provocar cambios en la calidad de los productos. Los materiales de embalaje activos quelantes de metales se fabrican inmovilizando compuestos activos quelantes de metales sobre materiales de embalaje activos tradicionales. Los compuestos quelantes de metales inmovilizados en la superficie pueden eliminar los metales de transición del producto y mejorar la estabilidad oxidativa del producto. [6] La tecnología de envasado activo quelante de metales también es un envasado activo antioxidante que extenderá la vida útil de los productos de consumo al controlar la oxidación. Se sabe que la tecnología de envasado con activos quelantes de metales es capaz de eliminar conservantes alimentarios sintéticos (por ejemplo, EDTA ) del producto alimenticio. Esta tecnología se puede utilizar para abordar la creciente demanda de los consumidores de productos alimenticios con etiquetas "limpias" y sin aditivos.
Los captadores de oxígeno o absorbentes de oxígeno ayudan a eliminar el oxígeno de un paquete cerrado. Algunos son pequeños paquetes o bolsitas que contienen hierro en polvo : a medida que el hierro se oxida, el oxígeno se elimina de la atmósfera circundante. Los sistemas más nuevos están en tarjetas o pueden integrarse en películas de embalaje o estructuras moldeadas. [7] Además, las características físicas del propio embalaje ( tasa de transmisión de oxígeno - OTR) pueden determinar qué tan efectivo puede ser un absorbente de oxígeno y cuánto tiempo permanecerá efectivo. Los envases con un OTR bajo dejarán pasar menos oxígeno en el paquete cerrado a través de la propia barrera de polímero. [8]
Con algunos productos, como el queso , es común desde hace mucho tiempo lavar el paquete con nitrógeno antes de sellar: el nitrógeno inerte es absorbido por el queso, lo que permite un paquete con película retráctil hermética . El nitrógeno elimina el oxígeno e interactúa con el queso para que el paquete sea funcional.
Más recientemente, se han utilizado otras mezclas de gases dentro del paquete para prolongar la vida útil. La mezcla de gases depende del producto específico y de sus mecanismos de degradación. Se han desarrollado algunos componentes de paquetes que incorporan química activa para ayudar a mantener ciertas atmósferas en los paquetes.
Se encuentran disponibles eliminadores de oxígeno, generadores de dióxido de carbono , generadores de etanol, etc. para ayudar a mantener la atmósfera en un paquete en condiciones específicas.
Algunos indicadores de temperatura dan una señal visual de que se ha excedido una temperatura específica. Otros, indicadores de tiempo y temperatura , señalan cuando se ha superado una acumulación crítica de desviación de temperatura en el tiempo. Cuando el mecanismo del indicador se adapta al mecanismo de degradación del producto, estos pueden proporcionar señales valiosas para los consumidores.
Los registradores de datos de temperatura digitales registran las temperaturas encontradas durante todo el envío. Estos datos se pueden utilizar para predecir la degradación del producto y ayudar a determinar si el producto es adecuado para la venta normal o si se requiere una venta acelerada. También determinan el momento del exceso de temperatura: esto puede utilizarse para dirigir acciones correctivas.
Las tintas termocrómicas a veces se utilizan para señalar cambios o excesos de temperatura. Algunos son reversibles mientras que otros tienen un cambio de color permanente. Se pueden utilizar solos o con otras funciones de embalaje, como códigos de barras .
Las tintas también pueden indicar una temperatura deseada para los consumidores. Por ejemplo, un tipo de lata de cerveza tiene tinta que muestra gráficamente cuándo se alcanza la temperatura ideal para beber. [9]
Para las vacunas críticas, los contenedores de envío aislados son embalajes pasivos que ayudan a controlar las fluctuaciones de temperatura que se observan incluso con una cadena de frío controlada . Además, los paquetes de gel se utilizan a menudo para mantener la temperatura del contenido dentro de rangos de temperatura aceptables específicos.
Algunos envases más nuevos tienen la capacidad de calentar o enfriar el producto para el consumidor. Estos tienen compartimentos segregados donde las reacciones exotérmicas o endotérmicas proporcionan el efecto deseado. [10] Hay envases alimentarios autocalentables disponibles para varios productos.
Algunos paquetes tienen cierres u otros sistemas dispensadores que cambian el contenido de líquido a aerosol . Se utilizan para productos que van desde inhaladores de precisión para medicamentos hasta frascos pulverizadores de limpiadores domésticos.
Algunos paquetes dispensadores de adhesivos epóxicos de dos componentes hacen más que contener pasivamente los dos componentes. Cuando se dispensan, algunos paquetes miden y mezclan los dos componentes para que el adhesivo funcione completamente en el punto de aplicación.
La capacidad de un paquete para vaciar completamente o dispensar un líquido viscoso depende en cierta medida de la energía superficial de las paredes internas del recipiente. El uso de superficies superhidrófobas es útil, pero puede mejorarse aún más utilizando nuevas superficies impregnadas de lubricante. [11]
Los chips de identificación por radiofrecuencia (RFID) se están volviendo más comunes con la introducción de etiquetas inteligentes que se utilizan para rastrear paquetes y unidades de carga durante toda la distribución. Los desarrollos más recientes incluyen el registro del historial de temperatura de los envíos y otras funciones de embalaje inteligentes. RFID se puede integrar en etiquetas: etiquetas inteligentes .
Se encuentran disponibles una variedad de métodos de impresión de seguridad , hologramas de seguridad y etiquetas especializadas para ayudar a confirmar que el producto en el paquete no es falso . En esta aplicación también se utilizan chips RFID.
La vigilancia electrónica de artículos (en el producto o en el paquete) se utiliza para ayudar a contrarrestar el robo en tiendas.
Las películas metalizadas se utilizan como susceptor para cocinar en hornos microondas . Estos aumentan la capacidad de calentamiento y ayudan a que los alimentos queden crujientes y dorados. Los recipientes de plástico aptos para microondas [12] también se utilizan para cocinar en microondas.
Los detectores de impacto existen desde hace muchos años. Estos se adjuntan al paquete o al producto en el paquete para determinar si se ha producido un impacto excesivo. Los mecanismos de estos dispositivos de sobrecarga de choque han sido sistemas de masa de resorte, imanes, gotas de tinte rojo y varios otros.
Recientemente, se encuentran disponibles registradores de datos digitales de impactos y vibraciones para registrar con mayor precisión los impactos y vibraciones del envío. Se utilizan para monitorear envíos críticos y determinar si se requiere inspección y calibración adicionales. También se utilizan para monitorear los tipos de golpes y vibraciones que se encuentran en tránsito para su uso en pruebas de paquetes en un laboratorio.
Algunas películas de embalaje diseñadas contienen enzimas , agentes antimicrobianos, eliminadores, pigmentos naturales y otros componentes activos para ayudar a controlar la degradación de los alimentos y prolongar la vida útil y la seguridad. [13] [14] El mecanismo se centra en prevenir el crecimiento de microorganismos patógenos o de deterioro. [15]
Los códigos de barras se han utilizado durante mucho tiempo en el embalaje para identificar un artículo, facilitar el enrutamiento, comunicar ubicaciones, etc. Existen muchas variedades de códigos de barras lineales. Algunos están apilados para proporcionar más información. Los códigos Matrix bidimensionales pueden tener una mayor densidad de información.
Los códigos QR se pueden utilizar en el embalaje para proporcionar información adicional sobre el producto mediante el escaneo de un teléfono inteligente. [16] Con las impresoras digitales, los códigos QR a nivel de unidad pueden convertirse en el equivalente de un identificador único o URL para cada paquete y permitir otras interacciones con los consumidores, como proporcionar información específica sobre la trazabilidad del producto , [17] o implementar programas de fidelización . [18] Los códigos QR a nivel de unidad son fáciles de falsificar si no se utilizan funciones de seguridad adicionales, pero los datos escaneados generados se pueden utilizar para la protección activa de la marca . [19] Se puede insertar una marca de agua digital o un gráfico seguro en el código QR para hacerlo sensible a la copia y permitir a los consumidores autenticar productos con un nivel de seguridad más alto.
El enlace digital GS1 [20] es un estándar para incorporar identificadores de productos estandarizados GS1 en el identificador único, lo que permite que el mismo código QR (u otro soporte de datos) proporcione información a los consumidores, minoristas y la cadena de suministro. [21]
Los códigos impresos se pueden combinar con la impresión de seguridad para usos ampliados. Por ejemplo, se puede utilizar tinta termocrómica para activar, cambiar o desactivar un código según el historial de temperatura del artículo. [22] [23]
Se han desarrollado películas comestibles para permitir a los consumidores comer el paquete junto con el producto.
Se ha demostrado que los materiales de embalaje, incluidas las nanopartículas de plata, prolongan la vida útil de algunos alimentos. [25]
Se ha desarrollado un embalaje especial para el envío de órganos que los mantiene vivos durante envíos prolongados. Los órganos están vivos y frescos para el trasplante. [26]
Varios envases utilizados por las corporaciones canadienses de cannabis utilizan envases activos para controlar los niveles de THC durante todo el proceso de producción. Esto se está implementando para garantizar la coherencia entre los productos para mejorar la gestión de la cadena de suministro y ofrecer a los consumidores un mejor valor de compra. [ cita necesaria ]
El embalaje activo suele estar diseñado para interactuar con el contenido del paquete. Por lo tanto, a menudo es necesario tener especial cuidado con los envases activos o inteligentes que son materiales en contacto con alimentos . [27]
Los envasadores de alimentos tienen especial cuidado con algunos tipos de envases activos. Por ejemplo, cuando se reduce la atmósfera de oxígeno en un paquete para prolongar la vida útil, es necesario considerar controles para las bacterias anaeróbicas . Además, cuando una atmósfera controlada reduce la apariencia de degradación de los alimentos, los consumidores deben conservar un medio para determinar si existe degradación real.
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