Lab 10 Permeabilidad

 

IV. RESULTADOS Y DISCUSIONES A. A.   Permeabilidad de películas del vapor de agua Para evaluar la permeabilidad al vapor de agua (WVP), se colocaron muestras de galleta, envueltas por películas de plásticos, dentro de una campana, para asegurar una alta humedad y la transferencia de esta hacia la muestra, se pesó inicialmente y después de 24 horas, para realizar los cálculos de permeabilidad al vapor de agua (Ver cuadro 2). Normalmente se evalúa la permeabilidad por el método ASTM E-96, el cual indirectamente se obtiene la permeabilidad cuantificando el índice de movimiento de vapor de agua a través de la película mediante los cambios de peso debido a la transferencia de humedad dentro de cámaras (ASTM, 1996).

Cuadro 1. Permeabilidad de películas de plástico al vapor de agua Envase

T° C Area (m2)

Wi (Kg)

Wf (Kg)

θ (h) 

∆ W 

Presión (Pa)

Espesor (m)

Permeabilidad (g/Pa*s*m2)

PE

28

0.003658

0.006496

0.006428

24

6.82E-05

3782

0.000938

5.34905E-11

Laminado

28

0.004818

0.006589

0.006362

24

0.000226

3782

0.003750

5.38849E-10

PP

28

0.003840

0.006696

0.006407

24

0.000289

3782

0.002500

5.75401E-10

Celofán

28

0.003600

0.006556

0.005551

24

0.001005

3782

0.002188

1.86886E-09

La permeabilidad al vapor de agua de los materiales de envases, es importante para aquellos alimentos que tiendan aganar o perder humedad. Los alimentos susceptibles a la humedad necesitan ser envasados en materiales con una alta barrera a este factor como las poliolefinas (PEAD, PEBD y PP). La penetración de humedad ocasiona pérdida de textura por el ablandamiento de productos secos crujientes como las galletas o humedecimiento de productos como la leche en polvo o café instantáneo, además de condiciones favorables para el desarrollo de hongos y levaduras y apariencia indeseable del producto para el consumidor. Por otra parte, la excesiva evaporación a través del material de envasado puede ocasionar la desecación del alimento o puede favorecer la oxidación de lípidos. Para prevenir este problema se puede usar una película con la apropiada permeabilidad al vapor de agua o una una película película desecante, desecante,

sacos o cojines

(envasado activo) (Vermeiren et al., 1999). Según el cuadro 1 el celofán fue el material menos permeable al vapor de agua con un valor de 2

1.86E-09 g/Pa.s.m , resultado se encuentra fuera del rango a los proporcionados por Gennadios

et al. 

(1994) ,7.7  –  8.4x10E-11, además el mismo proporciona valores de

permeabilidad que se pueden observar en el Anexo 1. En general, en la permeación de vapor de agua a través de polímeros, el incremento en la temperatura causa una suave disminución en el coeficiente de solubilidad, y un incremento en la difusividad debido al aumento de movilidad de los segmentos del polímero y al incremento en el nivel energético de las moléculas de permeante (Bertuzzi,

et al.2002).

Como resultado la

permeabilidad aumenta con el incremento de la temperatura, es por esto que se tomó la temperatura donde fue realizado el experimento.

 

B.  B.  Permeabilidad a los aromas: Para evaluar de la permeabilidad a los aromas, se realizó de manera subjetiva con panelistas que evaluaron, de acuerdo a una escala, la intensidad de olor y sabor adquiridos por la fuente de aroma, vainilla y ajo. Ver cuadro 2. Muestra: Leche en polvo P1= PP P2= PE P3= Plástico laminado (envoltura de leche en polvo)

Cuadro 2. Permeabilidad de películas de plástico a los aromas Aromas/ Plásticos Intensidad de olor Intensidad de sabor

Aroma a vainilla P1 P2 P3

Aroma a ajo P1 P2 P3

5.0

6.8

2.0

6.8

7.2

2.4

4.4

6.0

3.2

2.4

6.6

1.6

*Promedio de 5 panelistas por aromas (Ver anexo 2 y 3)

La permeabilidad a vapores orgánicos de los materiales de envasado es de considerable interés, particularmente donde el contenido del envase tiene que ser protegido contra la contaminación de olores extraños o donde se requiere asegurar que los materiales volátiles que imparten sabor no se pierdan del envase (Robertson, 2006). Cuando un alimento pierde o disminuye su aroma original se considera que el producto ha perdido calidad. Generalmente en los alimentos se presentan pérdidas de compuestos volátiles como aceites esenciales, ácidos, aldehídos, ésteres, alcoholes, substancias de relativo bajo peso molecular, que se liberan del alimento independientemente o junto con el vapor de agua en pequeñas concentraciones (Rodríguez-Tarango, 2001). En el caso de bebidas como el café, que contiene compuestos volátiles altamente deseables que imparten sabor, su pérdida del envase disminuye su calidad. En el cuadro 2 se encontró que la envoltura para leche en polvo indicio la menor impregnación de los aromas a vainilla y a ajo, seguida del PP y finalmente el PE. Aguilera (2007) observo también que el PE es un material muy permeable aromas, comparó su permeabilidad al naftaleno con OPP, informado que el PE es más permeable que el OPP, independiente a la temperatura a la cual se compare. Respecto al PP, por sus propiedades es un material de alta barrera freten a humedad y aromas, pero permeable a gases. Finalmente la envoltura para leche (plástico laminado) es un material hecho por laminas multicapas, el cual le confiere un mejor nivel de permeabilidad a oxígeno, vapor de agua y aromas (Quezada, 2013).

C.  C.  Permeabilidad al oxigeno: Muestra: Manzana

Cuadro 3. Permeabilidad de películas de plástico al oxigeno OXIGENO Intensidad de color

PBD 4

PAD 3

PP 7

CELOFAN LAMINADO 3 5

 

El gas de mayor importancia en alimentos envasados es el oxígeno, dado que la vida útil de muchos productos perecederos, tales como la carne, huevos, pescado, frutas, vegetales y alimentos cocinados es afectada p por or la presencia presencia o ausencia

de este gas (Heidmann y

Oetterer,2003). El oxígeno juega un papel crucial en la vida de anaquel de los alimentos, ya que participa en el desarrollo de microorganismos, cambios de color en carne fresca y curada, oxidación de lípidos, y en la respiración de frutas y vegetales vegetales (Robertson, 2006). Como ya se explicó, Quezada (2013) dice que el PP posee excelentes propiedades de barrera frente aromas mas no para gases, como el oxígeno, esto queda demostrado en el cuadro 3, película la cual obtuvo la mayor calificación, en el rango asignado, pues la manzana se encontró con un pardeado muy intenso, debido a la presencia de este gas.

Efecto del espesor y gramaje de las películas en la permeabilidad: Cuadro 4. Gramaje de las películas plásticas usadas   Et (m)

N

Ea (m)

Peso (g)

Área (m2)

G (g/m2)

Polietileno

0.00255

256

9.96094E-06

1.0346

0.0672

15.40

Celofán

0.00155

64

2.42188E-05

0.3983

0.0208

19.15

Laminado

0.0012

16

0.000075

0.9284

0.01

92.84

Material

El efecto del espesor y el gramaje de las películas sobre la permeabilidad es una relación lineal de pendiente positiva (Park y Chinnan, 1995). Esto se comprueba en la experimentación realizada, el polietileno fue la película de menor espesor y gramaje usado, fue la película de mayor permeabilidad al vapor de agua y permitió la impregnación de los aromas a ajo y vainillina mayor a un 50% en la leche en polvo. A diferencia de la película laminada, de mayor espesor y gramaje, fue menos permeable al vapor de agua y la impregnación de los aromas a ajo y vainilla fue ligera.

V. CONCLUSIONES Se evaluó la permeabilidad de películas plásticas como: PE, celofan, PP y plástico laminado, al vapor de agua. Se conocieron los factores que influyen en la permeabilidad de plásticos, como: temperatura, tipo de material, espesor y gramaje.

VII.RECOMENDACIONES Se recomendaría realizar estudios con ion omeros de Ca y Zn, para evaluar el efecto de estos en la permeabilidad de los plásticos.

VIII. BIBLIOGRAFIA Aguilera, C. 2007. “Determinación de la permeabilidad de aromas a través de films plásticos utilizados para envases de alimentos”. Departamento de Ciencia de los Alimentos y Tecnología

Química. Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas. Universidad de Chile. Santiago, Chile.

 

ASTM,1996. Annual Book of ASTM Standards. Philadelphia, Association of Standard Testin Methods. Bertuzzi, M., Armada, M., Gottifredi, J.,Aparicio, A.2002. Estudio de la permeabilidad al vapor de agua en films comestibles para recubrir alimentos. Universidad Nacional de Catarmarca. Argentina. Gennadios A., Weller C. L., Gooding C. H. (1994b). Measurement errors in water vapor permeability of highly permeable, hydrofilic edible films. J Food Eng. 21:395-409. Park H., Chinnan M. 1995. Gas and water vapor barrier properties of edible films from protein and cellulosic materials. J Food Eng. 25:497-507. Quezada, M. 2013. Permeabilidad de gases en láminas ultra delgadas. Universidad de Chile. Santiago, Chile. nd

Robertson, G.L. 2006. Food Packaging, Principles and Practice. 2  ed. CRC Press: Boca Raton, FL, EEUU, 9-78. Rodríguez-Tarango, J.A. 2001. Manual de Ingeniería y Diseño deEnvase y Embalaje, para la industria de los alimentos, farmacéutica,química y de cosméticos. Packaging Ingeniería en Envase y Embalaje, México, D.F. p. 1:5.

IX. ANEXOS Anexo 1. Permeabilidad al vapor de agua de películas comestibles y pomilericas 

Anexo 2. Permeabilidad de películas de plástico a aroma de vainilla  Olor

E1 Sabor

Olor

E2 Sabor

Color

Color

Bazán Cruz, Eduardo Daniel

4

3

1

7

5

Espinoza López, Anghelo Olivier

7

4

8

8

Gavidia Rodríguez, Alicia

5

5

2

Gerónimo Hernandez, Wagner

6

6

Saldaña Chacón Carlos José

3

4

Panelistas

Olor

E3 Sabor

Color

1

0

1

0

7

5

2

5

7

5

5

2

5

5

2

6

8

8

4

3

3

8

2

6

5

5

0

2

3

 

Anexo 3. Permeabilidad de películas de plástico a aroma a ajo  Olor

E1 Sabor

Olor

E2 Sabor

Color

Color

Agreda Valverde, Julio

9

3

1

7

8

Leyva Rodríguez, Marlon

9

4

0

9

Moreno Vásquez, Yamalí

4

3

1

Rodríguez Revoredo, Pamela

5

1

Tafur Abanto, Romel

7

1

Panelistas

Olor

E3 Sabor

Color

1

2

3

1

9

1

8

1

1

8

6

1

1

1

1

0

9

5

0

1

0

0

0

3

5

2

0

3

3

Anexo 4. Sistema para evaluar la permeabilidad a aromas 

Anexo 5. Sistema para evaluar la permeabilidad al oxigeno