Un approfondimento sul confezionamento asettico

Il mercato del confezionamento asettico in cartone

La stima di crescita del mercato del confezionamento asettico si attesta su un CAGR del 10,89%, passando dai $ 39,6 miliardi del 2017 a $ 66,5 miliardi entro il 2022. La crescita è principalmente guidata dalla rapida espansione delle industrie utilizzatrici finali come quelle appartenenti al settore degli alimenti e delle bevande, oltre a quelle di prodotti farmaceutici in tutta la Cina, India, Brasile e Sud Africa. Fattori primari che spingono alla crescita del settore sono l’aumento della domanda di prodotti convenienti e di qualità, un cambiamento nello stile di vita dei consumatori, la crescita del mercato delle bevande e, ultimo ma non meno importante, un costante aumento del potere d'acquisto nella regione asiatica, che nel 2019 ha rappresentato la più grande quota di mercato - 53,61%. I paesi in via di sviluppo fanno accrescere globalmente la domanda di cibi e bevande confezionati e di prodotti naturali come latte aromatizzato e succhi.

Ad oggi il segmento principale del mercato del confezionamento asettico è quello alimentare e lattiero-caseario, con una quota del 57%. Dal punto di vista del consumo, i brick in cartone sono il materiale di confezionamento più diffuso nel mercato delle bevande asettiche (51%) e nell'intero settore dei prodotti confezionati asetticamente (72%).

Principi di funzionamento e cenni storici

Il confezionamento asettico è il risultato di un processo di confezionamento asettico di alimenti, bevande e prodotti farmaceutici che avviene subito dopo la sterilizzazione, eseguita tramite UHT (Ultra High Temperature). È un processo diverso dallo standard, secondo cui la sterilizzazione viene eseguita dopo il confezionamento piuttosto che prima. Il processo di sterilizzazione è un fattore che influisce significativamente sulla durata di conservazione, ma non solo; anche il materiale utilizzato, infatti, è importante. A questo proposito, il più comune è il poliaccoppiato, noto anche come cartone asettico multistrato. Il polilaminato è fondamentale, poiché diminuisce lo scambio di ossigeno tra il prodotto e l'ambiente, agendo anche da barriera contro la luce – due elementi che potrebbero danneggiare il prodotto nel caso in cui vi entrassero a contatto.
L'imballaggio asettico fu inventato alla fine degli anni '20[1], ma non venne utilizzato a causa dei costi elevati e della poca flessibilità. La tecnologia, semplicemente, non era abbastanza matura. Durante i decenni successivi, tuttavia, lo sviluppo fu enorme, e a partire dagli anni '60 vennero largamente utilizzati in tutta l'industria del latte in Europa. L'Europa non aveva la capacità di refrigerazione commerciale per trasportare il latte dai caseifici rurali ai centri urbani. La soluzione è arrivata sotto forma di brick di cartone, che vennero chiamati così per la forma particolare che ricorda un mattoncino (dall’inglese brick significa mattone).
I brick in cartone garantiscono numerosi vantaggi rispetto ai tradizionali metodi di confezionamento del latte. In primis non hanno bisogno di refrigerazione, poiché il processo di confezionamento asettico garantisce una lunga durata a temperatura ambiente. Inoltre, la loro caratteristica forma simile ad un mattoncino li rende facili da impilare e poco ingombranti. Questi fattori, insieme a molti altri, ne hanno determinato la crescente popolarità; ad oggi il brick asettico è il packaging più utilizzato per il confezionamento del latte UHT.
In questo white paper forniremo un'analisi a 360 gradi del packaging asettico con particolare attenzione ai packaging in cartone asettico multistrato per liquidi alimentari e bevande.

Che cos'è il cartone asettico multistrato e come viene prodotto

La struttura del cartone asettico multistrato per latte e bevande

Il cartone asettico è formato da una struttura multistrato, composta da strati sottili realizzati combinando cartone, plastica e alluminio. Il cartone asettico multistrato per latte e bevande è disponibile in due formati: monoporzione e formato famiglia. A seconda della durata di conservazione prevista, può avere due diverse strutture:

• Polilaminato a 3 strati per una breve durata di conservazione con polietilene, cartone e polietilene, che viene solitamente utilizzato per prodotti pastorizzati;
• Polilaminati a 7 strati per una durata di conservazione più lunga (fino a 12 mesi, a seconda del tipo di prodotto che andiamo a confezionare). I sette strati di cui è composto sono il polietilene, la stampa, il cartone, il polietilene, l’alluminio, la resina adesiva ed un ulteriore strato di polietilene. La lunga conservazione a temperatura ambiente è data dallo strato aggiuntivo di alluminio, che oggi è molto sottile, di pochi µm, e che viene inserito tra il cartone e lo strato interno di polietilene.

Data la presenza del polietilene in tre strati, è opportuno un approfondimento.
Il polietilene è utilizzato per proteggere dall'umidità, per sigillare il pacchetto e come coadiuvante. Si compone di tre strati, ciascuno realizzato con un diverso tipo di resina:
- Lo strato esterno in polietilene a bassa densità (LDPE) protegge il secondo strato (la stampa), agisce da barriera contro l’umidità e garantisce le saldature delle orecchie del brick. In questo strato è possibile utilizzare biopolimeri derivanti dalla canna da zucchero, il cui utilizzo aumenta la componente vegetale e rinnovabile della soluzione di confezionamento.
- Lo strato intermedio è una resina che fornisce l'adesione tra il foglio di alluminio e il cartone.
- Lo strato interno in polietilene lineare a bassa densità (LLDPE) fornisce proprietà di tenuta e meccaniche.

Come viene prodotto il cartone asettico multistrato

Il primo processo che viene messo in atto è quello in cui la carta viene stampata e in alcuni casi cordonata e/o perforata. Un metodo ottimale è quello della stampa flessografica, che utilizza inchiostri a base d’acqua. In seguito, il polilaminato viene prodotto tramite l’adesione dei diversi strati, che viene ottenuta combinando tre metodi:

• Rolling, ovvero unendo due diversi strati tramite un adesivo.

• Coating, ovvero l’applicazione di uno o più strati sottili contemporaneamente (coetrusione) su una superficie al fine di migliorare o fornirgli caratteristiche fisico-meccaniche aggiuntive.

Tra queste, l'estrusione è la tecnica più comune per la produzione di film polimerici. Una volta che la bobina “madre” viene stampata e politenata, viene avviata al taglio per l’ottenimento delle bobine “figlie”: in questa fase vengono anche epurati gli eventuali difetti di processo (stampa ed estrusione). Successivamente le bobine figlie vengono pallettizzate e poi spedite al cliente finale.

I vantaggi del packaging asettico multistrato

Il cartone asettico multistrato offre molti vantaggi dal punto di vista dell’azienda, del consumatore e del marketing.

Dal punto di vista aziendale:

• Garantisce una lunga durata a temperatura ambiente.

• Contrariamente alla sterilizzazione standard che avviene all’interno del confezionamento, questo processo mantiene le proprietà nutritive e sensoriali degli alimenti.

• Consente di risparmiare spazio e quindi è più conveniente in magazzino.

• È più efficiente in termini di energia quando si parla di produzione.

• Il pacchetto viene prodotto in contemporanea con il riempimento del brick.

• Protegge il prodotto dalla contaminazione.

Dal punto di vista del consumatore:

• Offre il massimo grado di protezione.

• È leggero, facile da trasportare e sicuro.

• È facile da riporre e impilare.

• Lo smaltimento non è un problema, poiché il brick è pieghevole.

• Ha un’ampia superficie stampabile che può essere utilizzata per varie informazioni.

• Offre una sensazione di sostenibilità.

Dal punto di vista del marketing:

• Fornisce un'ampia area per la grafica che può essere sfruttata per il branding.

• La forma del brick può adattarsi perfettamente all’identità del brand.

• È ecosostenibile e la sostenibilità vende.

Il processo di sterilizzazione e confezionamento asettico per alimenti e bevande

Il confezionamento asettico si ottiene seguendo questi passaggi:

1. Il prodotto viene sottoposto ad un trattamento termico che lo rende commercialmente sterile.

2. Il materiale di confezionamento viene sterilizzato in una zona dedicata all'interno della macchina confezionatrice.

3. 3. All’inizio di ogni ciclo di produzione, la macchina confezionatrice viene sterilizzata, e continua ad essere sterile durante tutto il processo di confezionamento. Il prodotto sterilizzato e il packaging material si incontrano nell’ambiente sterile della macchina confezionatrice. Il risultato è un prodotto confezionato a lunga conservazione sigillato ermeticamente.

Trattamento termico

Il trattamento termica viene utilizzato per eliminare o ridurre l'attività microbiologica nonché per inattivare o rallentare i cambiamenti chimici causati dalle attività enzimatiche nel prodotto alimentare.

Si ottiene tramite uno shock termico, ovvero mediante riscaldamento e successivo raffreddamento a temperatura ambiente. La temperatura e il tempo di esposizione dipendono dal tipo di prodotto da confezionare e determinano una diversa durata di conservazione. I principali metodi di sterilizzazione per alimenti liquidi sono:

• Extended Shelf Life: un trattamento intermedio tra pastorizzazione e UHT. Può essere ottenuto combinando due metodologie come la pastorizzazione e la microfiltrazione.

• Sterilizzazione Ultra High Temperature: questo processo garantisce una durata del prodotto fino a 12 mesi. Varia a seconda dell'acidità del prodotto da sterilizzare.

  • Per i prodotti ad alta acidità, cioè prodotti con un pH inferiore a 4,6, come la frutta, il vino e il pomodoro, il metodo in uso è l'HTST. Questo metodo consiste in un tempo di esposizione compreso tra 10 e 13 secondi ad alta temperatura (da 90 a 105 ° C).

  • Per i prodotti a bassa acidità, ovvero prodotti con pH uguale o superiore a 4,6, come latte e latticini, il metodo in uso è l'UHT, ovvero Ultra High Temperature. Questo processo prevede un flusso continuo di calore ad alta temperatura, cioè non inferiore a 135 ° C, in combinazione con un tempo di tenuta adeguato compreso tra 2 e 8 secondi.

L’UHT è un trattamento sufficiente a garantire che i prodotti rimangano microbiologicamente stabili dopo l’incubazione per 15 giorni a 30 ° C in contenitori chiusi, o per 7 giorni a 55 ° C in contenitori chiusi.
Il trattamento UHT può essere indiretto o diretto.

La lavorazione UHT indiretta avviene tramite scambiatori di calore simili a quelli utilizzati nella pastorizzazione. Viene eseguito da scambiatori di calore a piastre o tubolari. Il trasferimento di calore avviene per contatto del latte con la superficie metallica, che viene riscaldata tramite il vapore o acqua surriscaldata dall'altro lato.

Nel sistema diretto, il liquido viene trattato creando un contatto diretto con fluido riscaldante o vapore. Il vapore condensato viene quindi rimosso per evaporazione durante il passaggio del prodotto in camere da vuoto. Nei sistemi diretti, il vapore surriscaldato viene “iniettato” in un flusso di latte. In alternativa, il latte viene spruzzato o lasciato cadere, sotto forma di film sottile o sottile flusso, attraverso vapore surriscaldato in una camera di infusione. I due sistemi sono noti come iniezione di vapore e infusione di vapore.. 

Sterilizzazione del materiale di confezionamento e mantenimento dell’ambiente sterile all’interno della macchina confezionatrice.

La confezionatrice asettica viene sterilizzata prima della produzione e mantenuta tale durante l'intero processo attraverso la sovrapressione di aria sterile.

Sterilizzazione del materiale di confezionamento multistrato

Il materiale di confezionamento viene sterilizzato all'interno della riempitrice asettica mediante contatto con acqua ossigenata, che viene poi rimossa. Il brick viene sigillato ermeticamente all'interno della confezionatrice, che è un ambiente completamente sterile.

Il risultato finale è il polilaminato, ovvero un cartone asettico multistrato con la caratteristica forma a brick.

In conclusione, il cartone asettico multistrato presenta numerosi vantaggi rispetto ad altri packaging. Grazie al suo complesso processo di produzione asettico, che prevede la sterilizzazione durante tutte le fasi, il cartone asettico multistrato garantisce una lunga durata (fino a 12 mesi) e il massimo grado di protezione a temperatura ambiente. Inoltre, grazie alla sua particolare forma simile a un mattone, è poco ingombrante e facile da stivare, caricare e smaltire. Infine, è più conveniente e, ultimo ma non meno importante, veramente ecosostenibile.

Se vuoi saperne di più sui vantaggi del confezionamento asettico mettiti in contatto con noi. Saremo felici di trovare, insieme a te, la soluzione più adatta alle tue esigenze.

[1] Source:North Carolina State University