Desenvolvimento de embalagens em atmosfera modificada por simulação

Abstract

A busca por uma alimentação saudável e a necessidade de soluções rápidas e práticas para o dia-adia, inerentes ao estilo de vida moderno, levam à procura de alimentos frescos e confeccionados, prontos a comer ou pelo menos de preparação rápida e cómoda, com um tempo de prateleira prolongado e claro, cumprindo elevados requisitos de qualidade e de segurança. Uma das tecnologias desenvolvidas pela Indústria Alimentar é o embalamento sob atmosfera modificada, que impulsionou não só o desenvolvimento de novas técnicas e equipamentos associados ao processo, como também de novos materiais de embalagem, nomeadamente polímeros, cuja versatilidade e coeficientes de permeabilidade permitem a sua aplicação aos mais variados géneros alimentícios. No entanto, a aplicação desta tecnologia muitas vezes é dificultada por erros de cálculo ou aplicação de polímeros e tipos de atmosfera incorrectos. A simulação matemática é assim uma ferramenta útil para o projecto deste tipo de embalagens. Para desenvolver este tipo de embalagens por simulação matemática,aplicaram-se equações modelo, que permitem estimar a variação da concentração de oxigénio (O2) e dióxido de carbono (CO2), ao longo do tempo, baseadas nos fenómenos bioquímicos e físicos que ocorrem. Foram desenvolvidas e avaliadas equações modelo para produto alimentar respirante e não-respirante, através da aplicação de uma análise de sensibilidade aos parâmetros, assim como de validações usando dados experimentais para comparação. após a validação com dados experimentais para produto não-respirante, comprovou-se a importância do fenómeno de solubilização de gases no produto, pois o seu impacto foi decisivo na relação obtida com os valores calculados pela equação modelo. Observou-se ainda o efeito que a flora microbiana do produto surte na evolução da atmosfera interna da embalagem, particularmente quando estamos perante consideráveis concentrações de O2 na composição inicial. Para a equação modelo relativa ao produto respirante, obteve-se uma relação satisfatória, sendo que a estimativa feita à taxa respiratória do produto revelou-se decisiva. De modo a tornar a simulação mais complexos, em que nomeadamente se integram parâmetros que consideram o fenómeno da solubilização de gases e que tenham em conta a variabilidade da taxa respiratória de cada produto.

The demand for healthy food products and easy convenient solutions, typical of today's modern lifestyle, has led to the growtg of fresh and cooked foodstuffs, ready-to-eat or with a minimum preparation time, along with an extended shelf-life, meeting high quality and safety standards. In return, Food Industry developed modified atmosphere packaging technology, which propelled the development of not only new process-related techniques and equipment, but also new packaging materials, namely polymers, whose versatility and permeability coefficients allow its application in packaging of a widepread of foodstuffs. Although, the application of this technology is often constrained due to calculation errors or use of incorrect types of polymers and atmosphere compositions. Consequently, mathematical simulation is a useful tool for the design design. The application of mathematical simulation in the development of this kind of packaging technology was evaluated, with the use of model equations which allowed the assessment of oxygen (O2) and carbon dioxide (CO2) concentrations through storage time. A study was carried out with respiring and non-respiring food product model equations, through parameter sensitivity analysis and validation with experimental data. Due to experimental data validation with the non-respiring food product model, gas solubilization in the food products has proven to have a sif«gnificant impact on the results attained. Also, it was clear that the product's microbial flora activity had a significant effect on the internal atmosphere's composition through time, especially when applying considerable oxygen concentrations in the initial atmosphere. A suitable data assessment was achieved while validating the respiring food product model equation, in which the correct estimation of the food product's respiratory rate was vital. In order to get a more accurate mathematical simulation, more complex models must be apllied, for instance by adding estimation parameters regarding gas solubilization and respiratory rate's variability issues.