Empaques Biodegradables Anacelis 2013

Empaques Biodegradables
lácticos y el alcohol polivinílico que es un
Anacelis Torres Mercado Cita 6005
polímero con almidón.
6 de diciembre de 2013.
Entre los polímeros biodegradables no
Resumen
Los empaques son una gran problemática
a nivel industrial en todo el mundo la
mayoría de los empaques llegan a los
vertederos por no tener un plan de
disposión de desperdicios de los materiales
utilizados en los empaques. Según Pardo &
Menéndez, et. (2011) El mundo produce
entre 4 y 5 millones de toneladas anuales
de
residuos,
de
las
cuales
el
40%
pertenecen a materiales de envases y
embalajes. Debido al aumento desmedido
de desperdicios la industria se ha dado a la
tarea de crear productos biodegradables
Palabras Claves: biodegradables, envases
Aplicaciones Prácticas: Esta revisión de
los diferentes
biodegradables
que
existen
actualmente como empaques a bases de
remolacha, almidón, entre otros y algunas
Los envases biodegradables o amigables
necesariamente
de
considerados
estos
son
comestibles.
polímeros
biodegradables
son
no
comestibles y son derivados de celulosa
como el celofán
sintéticos
derivados de la celulosa (por ejemplo, el
celofán);
polímeros
microorganismos
polihidroxibutirato);
derivados
de
(por
ejemplo,
polímeros
sintéticos
biodegradables como el polímero de ácido
láctico
producido
por
fermentación
y
combinación de almidones con polímeros
sintéticos biodegradables como por ejemplo
alcohol polivinílico. Los polímeros naturales
o polímeros derivados de monómeros
naturales ofrecen grandes oportunidades
por ser biodegradables y eco amigables al
Algunos
envases
comestibles son biodegradables
basados
Según Pardo & Menéndez, et. (2011). Estos
polímeros
comestibles
están
definidos
como un film delgado, producido a partir de
sustancias alimenticias complejas, que aísla
a los alimentos envasados dándoles mayor
agua, oxígeno, dióxido de carbono y
Introducción:
Algunos
materiales
vida útil, impidiendo el ingreso o egreso de
regulaciones que le aplique.
no
encuentran
en gelatinas, almidones, gomas entre otros.
biodegradable, empaque, láminas.
envases
se
medioambiente.
para poder preservar el ambiente.
literatura pretende ver
comestibles
y otros como polímeros
biodegradables
como
acido
aromas,
ya
sea
desde
o
hacia
el
medioambiente. Estos envases alimenticios
y
biodegradables
proveen
integridad
mecánica o de manipulación (vida útil de
anaquel) además de ser barrera a gases y
humedad, por lo tanto son viables para
reemplazar o minimizar el uso de los
envases sintéticos o derivados del petróleo.
microorganismos hasta llegar a dióxido de
Los envases biodegradables, sufren la
carbono, agua, metano y biomasa en un
degradación del material por medio de
periodo de tiempo razonable.
Esto es lo que realmente diferencia a los
materiales biodegradables de los sintéticos.
La biodegradación incluye dos pasos: la
Polisacáridos
despolimerización o división de cadena y la
mineralización hacia dióxido de carbono,
polisacáridos
sales, agua, entre otros.
estudio “Biopolymers Naturals used in
packaning”
algunos
materiales para empaques biodegradables
en la actualidad se están utilizando algunos
reemplazos de polímeros sintéticos por
naturales tales remplazos han desarrollados
productos con características específicas
en propiedades de barrera, mecánicas y
térmicas en determinados empaques como
películas,protectores,espumas,envolturas,pl
atos,botellas,bolsas entre otros (Avérous &
2004;
Wang
et.,
2003).Los
biopolímeros naturales provienen de cuatro
grandes
fuentes:
(colágeno/gelatina),
origen
origen
animal
marino
(quitina/quitosan), origen agrícola (lípidos y
grasas
e
conocidos
por
su
La estructura lineal de algunos de estos
Según Villada & Acosta,et,.(2006) en su
Boquillon,
son
Los
estructura compleja y diversidad funcional.
Materiales y Métodos:
Biodegradable
Según (Stawaski & Jantas, 2003).
hidrocoloides:
proteínas
y
polisacáridos) y origen microbiano (ácido
poliláctico (PLA) y polihidroxialcanoatos
(PHA)) (Tharanathan, 2003).
polisacáridos es, por ejemplo, la celulosa
(1,4-b-D–
glucano),
la
amilosa
(un
componente del almidón 1, 4-a-D– glucano)
y
el
quitósan
glúcidos),
películas
le
(1,
4-b-D–
proporcionan
dureza,
polímerode
a
algunas
flexibilidad
y
transparencia; las películas son resistentes
a las grasas y aceites. (Stawaski & Jantas,
2003).El entrelazamiento, por ejemplo, del
quitósan con aldehídos hace la película
más
dura,
proporciona
insoluble
en
una
alta
agua
y
le
resistencia
(Benavides, 2002; Srinivasa et., 2004).
Entre
los
polisacáridos
es
evitar la rancidez oxidativa (Tharanathan,
considerada una película regenerada de
2003). La síntesis de la copolimerización e
celulosa que se hace por un proceso
injertación
viscoso,
este
fue
biodegradable
propiedades
físicas
el
el
celofán
de
monómeros
tales
como
primer
material
acrilonitrilo (AN), generan un precursor de
transparente
con
fibras acrílicas utilizadas en la preparación
de
de compuestos de almidón más polímero
de
de
fuerza
elongación y tensión .La celulosa de éter
(almidón–injerto–PAN),
aniónico y la carboximetilcelulosa (CMC),
también
se solubilizan en agua siendo compatibles
2002).
los
biodegradables
cuales
son
(Tharanathan,
con otro tipo de biomoléculas, mejorando
las propiedadesmecánicas y de barrera en
las películas elaboradas. La CMC es una
película capaz de absorber
el aceite
recogido en los alimentos sometidos a
proceso de fritura. (García et., 2004).
Películas elaboradas de bagazo de yuca,
CMC y residuos de papel Kraft han
mostrado una alta resistencia, importante
propiedad para la fabricación de panales de
huevo, empaques para frutas y verduras
(Matsui et., 2004)
abundante, que proviene del maíz, tiene
termoplásticas
cuando
se
realiza la disrupción estructural a nivel
molecular. La presencia de amilosa en un
70% en almidones de amilo-maíz da una
estructura fuerte y más flexible a la película.
La estructura ramificada de la amilopectina
generalmente le da a la película pobres
propiedades mecánicas. Los compuestos
de los almidones hidroxipropilados
son
usados
caramelos,
para
Algunas
investigaciones
en
plásticos
biodegradables basadas en almidón (1970)
continúan
actualmente
en
varios
laboratorios del mundo. Las tecnologías
que aún se siguen desarrollando, están
relacionadas
con
la
incorporación
del
gránulo de almidón o almidón en forma
gelatinizada a las formulaciones de las
películas
fabricadas
en
procesos
de
compresión, extrusión soplado, extrusión de
El almidón es otra materia prima en
propiedades
Algunos Estudios
la
preservación
un sólo tornillo o doble tornillo y moldeo por
inyección (Blacido et al.,2005; Parra et
al.,2004). El problema que han presentado
las películas fabricadas con almidón es la
sensibilidad a la humedad, la cual se ha
reducido utilizando en las formulaciones
polivinilalcohol
bases
(PVA),glicerina,
nitrogenadas,
sorbitol,
etc.(Shamekin
et
al.,2002; Smits et al.,2003;Finkenstadt y
Willett, 2004; Yu, 2004; Acostaet al.,2006).
La plastificación del gránulo de almidón
de
pasas, nueces y dátiles para
nativo o almidón hidrolizado se obtiene por
la disrupción estructural que resulta de una
disminución de los cristales durante el
tipos de material no se pueden considerar
proceso de extrusión y la acción del
como
plastificante, emergiendo un nuevo tipo de
biodegradables (Pedroso & Rosa, 2005).
material
almidón
Los envases plásticos de almidón formados
et
al.,
a partir de espumas por mezclas de
2005;Villada, 2005). Igualmente, se han
almidón con ácido poliláctico son usados
realizado estudios en TPS hechos a partir
como material de relleno que amortigua y
de amilosa y amilopectina; en éstos se
protege contra golpes y vibraciones durante
analizaron las propiedades de barrera, las
el transporte (Peesan etal., 2005; Xu et
cuales mostraronuna alta permeabilidad al
al.,2005).
conocido
termoplástico
(TPS)
como
(Acosta
compuestos
completamente
O2 y disminución al vapor de agua en TPS
de amilosa comparados con los elaborados
Utilización de Remolacha para envases
a partir de amilopectinas.(Forssell et al.,
Según Bliss, R.(2013). Más de un millón
2002;
&
de pulpa de remolacha azucarera se genera
Thuvander, 2004; Blacido et al., 2005).La
anualmente. El bioplástico es fabricado
adición de polímeros naturales como el
tanto de pulpa de remolacha azucarera y un
almidón al interior del polietileno (polímero
polímero
sintético), en forma granular entre un 6 y el
poliláctico, o PLA, usando una extrusora de
30%, es otra aproximación en la fabricación
doble tornillo. La pulpa de remolacha
de los empaques biodegradables. Las
azucarera
películas de almidón y polietileno de baja
propiedades mecánicas que son similares a
densidad (LDPE) contienen hasta un 30%
las
de almidón, mostrándose como un material
comúnmente
parcialmente biodegradable. Otra aplicación
opacos de plástico, bolsas, y las cubiertas
del almidón es la combinación en forma
de la película. Según, Bliss, R. (2013)El
gelatinizada en proporciones entre el 30 y el
químico LinShu Liu y el fisiólogo de plantas
70% mezclado con polímeros sintéticos
Arland Hotchkiss , y la Unidad de Alimentos
igualmente gelatinizados, como el caso de
Funcionales en Eastern Centro Regional de
polivinilalcohol en proporciones variando
Investigación del ARS en Wyndmoor ,
entre 10% y 20% (Muratore et al., 2005).
Pensilvania , y sus colegas han encontrado
Existen en el mercado diferentes productos
nuevos usos para la pulpa de remolacha
hechos de polímeros sintéticos y almidón
azucarera .Los científicos demostraron que
gelatinizado comercializados por Mater-Bi®
la pulpa de remolacha hasta el 50 por
(Hanna, 2004). Sin embargo, hoy ambos
ciento de azúcar puede ser incorporado con
Dole et
al., 2004;
Jansson
de
biodegradable
llamado
termoplástico
polietileno
de
utilizado
los
para
ácido
posee
materiales
envases
PLA , y los compuestos termoplásticos
Investigación
obtenidas
Ingeniería en 2011.
conserven
las
propiedades
de
Química
Algunas
polipropileno - los compuestos utilizados
biodegradables y seguridad de la FDA
para hacer , los paquetes de alimentos
La
esponjosas blancas. El nuevo termoplástico
propuestos para envases alimentarios para
es un costo competitivo con los plásticos
que sean seguros al contacto con los
petroquímicos de uso común. El estudio fue
alimentos
publicado en “Industrial & Engineering
Condiciones
Chemistry Research” en 2008.La pulpa de
biodegradables sean aceptados para uso
remolacha
de envases alimentarios:
termoplástico
FDA
regula
de
e
mecánicas similares a las de poliestireno y
azucarera
regulaciones
Industrial
todos
bajo
los
polímeros
materiales
condicione
para
los
uso.
polímeros
resultante posee propiedades mecánicas
1)Si el polímero biodegradable desarrollado
que son similares a las de polietileno de los
es
materiales comúnmente producidos de baja
afirmado por la FDA como GRAS .
densidad utilizado para envases opacos de
2) Si un polímero sintético se combina con
plástico, bolsas, y las cubiertas de la
uno
película. También se puede mezclar con el
biodegradabilidad,
PLA y otros polímeros biodegradables para
proporcionar a la FDA información de que
mejorar la resistencia al agua. Puede
se elaboró bajo protocolos de Buenas
funcionar como material de soporte de peso
Prácticas de Manufactura y que su impacto
ligero hasta 98 por ciento de pulpa de
medioambiental sea positivo, y proporcionar
remolacha. Algunos ejemplos de plástico a
información sobre el uso que se le va a dar.
base pulpa de remolacha azucarera son:
3) Si el polímero biodegradable no es
envases de yogur, tinas de queso cottage y
GRAS, puede ser utilizado solamente si
contenedores de plástico opaco se según la
existe una petición para su utilización como
revista Polímeros y Medio Ambiente y de
aditivo
seguro para uso por el fabricante es
tipo
GRAS
para
el
alimentario
aumentar
fabricante
y
una
su
debe
evaluación
medioambiental.
Conclusión
A
partir
importantes
de
los
polímeros
para
el
medioambiente
y
sintéticos,
ayudan a la industria del empaque en
polisacáridos y otras fibras naturales como
cuanto a la problemática actual de disponer
la remolacha, el almidón, gelatinas y la yuca
de
entre otros materiales derivados de estos
afectando
productos
importante
hay diferentes alternativas de
empaques biodegradables que son tan
los empaques en los vertederos
la
vida
señalar
útil
de
que
estos.
Es
al
ser
biodegradables y eco amigables al medio
ambiente
es
un
atractivo
para
el
consumidor y al utilizar fibras naturales o
biodegradables es un ahorro para el
fabricante
o
distribuidor
de
materiales
sintéticos en donde se está ahorrando
materia prima de empaques. Me gustó
mucho la revisión de literatura porque no
pensé que se pudieran realizar empaques
biodegrables a base de remolacha ni una
combinación de materiales sintéticos. Es
importante que la industria del empaque se
mantenga a la vanguardia de la tecnología
Pardo& Menéndez,et. (2011).Envases biodegrables: una
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