Il mercato lattiero-caseario internazionale, con particolare attenzione allo yogurt, è un settore che necessita di imballaggi sicuri che prolunghino la shelf life e preservino le qualità organolettiche e nutrizionali del prodotto. L'imballaggio in vetro, migliorato dal produttore di bottiglie per yogurt in vetro MINGHANG, ecologico ed efficiente, è una soluzione vincente. In sostanza, è la protezione più efficace per la qualità dello yogurt, che riduce al minimo i rischi di deterioramento e contaminazione alimentare.
1. The Unseen Guardian: perché il vetro è importante per la qualità dello yogurt
Il vetro è un materiale non poroso e chimicamente inerte, quindi non consente interazioni o lisciviazione chimica nello yogurt, come nel caso di alcune materie plastiche. Questo equilibrio mantiene il prodotto puro dal momento del riempimento fino a quello del consumo.
Inoltre, ha proprietà barriera decisamente migliori, poiché blocca efficacemente l'ingresso di aria, umidità e persino raggi UV quando il vetro è colorato (ad esempio, ambra, blu cobalto). Questa protezione completa è assolutamente necessaria sia per preservare la qualità che per prolungare la durata di conservazione.
Una delle caratteristiche più importanti del vetro è la sua capacità di preservare al meglio il sapore e l'aroma originali dello yogurt. A differenza delle materie plastiche (LDPE, HDPE, PET, PVC), il vetro non assorbe sapori o odori ("flavor scalping"), preservandone così il sapore autentico.
Inoltre, il packaging in vetro è il migliore alleato del valore nutrizionale degli alimenti. Le ricerche rivelano che il vetro è la ragione principale della significativa riduzione della degradazione ossidativa dei nutrienti sensibili. Ad esempio, la perdita di acido ascorbico (vitamina C) è stata "significativamente maggiore" nelle bottiglie in PET (fino al 72%) rispetto a quella nel vetro (fino al 54%) dopo tre mesi, principalmente a causa dell'ossigeno che penetra attraverso il PET. Anche il beta-carotene si ossida maggiormente nel PET. Frutta e verdura confezionate in vetro trattengono più antiossidanti.
Grazie alla sua caratteristica non porosa, il vetro non consente interazioni molecolari (adsorbimento/assorbimento) tra i componenti dello yogurt e la superficie del vetro, al contrario della plastica in cui tali interazioni possono causare la degradazione del sapore e la migrazione dei composti.
In termini di prestazioni barriera, il vetro è sempre migliore di molte materie plastiche. Uno studio comparativo ha dimostrato che il vetro offre la migliore barriera contro ossigeno e umidità, seguito da PET e HDPE. Questo potrebbe essere il motivo dell'estensione della durata di conservazione dello yogurt. Lo studio del 2017 sullo yogurt di mais in bottiglie di vetro ha rivelato una durata di conservazione di 5,9 mesi a 5°C, 4,6 mesi a 10°Ce 3,6 mesi a 15°C
Inoltre, il vetro possiede una maggiore stabilità chimica che lo rende perfetto per contenuti estremamente acidi o oleosi come lo yogurt, senza alcuna degradazione dell'imballaggio. I contenitori in vetro possono sopportare temperature elevate, il che li rende adatti a trattamenti termici come la pastorizzazione o il riempimento a caldo, un ottimo modo per prolungare la durata di conservazione.
Sebbene il vetro possa fornire un ambiente inerte per il prodotto, la qualità interna dello yogurt (batteri lattici, viscosità, proteine, pH, acidità titolabile) cambierà gradualmente. In una ricerca, sono state osservate lievi diminuzioni della carica batterica e aumenti di pH/acidità nell'arco di 21 giorni nello yogurt di mais in bottiglia di vetro, il che dimostra che i processi biologici in corso sono ancora in corso.
Gli imballaggi in vetro, d'altro canto, presentano lo svantaggio di avere un impatto ambientale negativo in termini di peso e di energia utilizzata nella produzione, nonostante tutti i vantaggi in termini di conservazione che offrono. Ad esempio, un singolo vasetto di yogurt in vetro vuoto può pesare circa contro 4-5 g per la plastica, aumentando i costi di trasporto e l'impronta di carbonio. La produzione del vetro richiede forni riscaldati a 1500°C, rispetto al PET 245°C Tuttavia, oggigiorno i problemi di alleggerimento e riciclaggio sono stati ampiamente risolti.
2. Lavorazione di precisione: come un produttore di bottiglie di yogurt in vetro progetta la perfezione
Combinando scienza dei materiali, produzione di precisione e controllo qualità, la produzione di bottiglie di vetro per yogurt è progettata per essere resistente, non reattiva e di qualità uniforme. MINGHANG, una fabbrica di vetro per imballaggi, implementa queste tecniche nell'industria del vetro per il settore lattiero-caseario.
2.1. Composizione del materiale per applicazioni di grado alimentare
- Vetro sodico-calcico di tipo III:Il materiale più utilizzato per alimenti e bevande (90% della produzione mondiale). Certificato FDA (GRAS), economico, chimicamente stabile e ampiamente riciclabile. Scarsa resistenza chimica, facilmente influenzabile dagli shock termici, non adatto alla sterilizzazione in autoclave.
- Vetro borosilicato (tipo I): Grazie al suo contenuto di triossido di boro, è in grado di resistere agli shock termici, alla corrosione chimica e alle temperature molto basse/alte. Ideale per una lunga conservazione, per gli sbalzi di temperatura e per l'assenza di interazioni chimiche (ad esempio, alimenti per neonati, medicinali).
La purezza e la composizione del vetro riciclato devono essere attentamente controllate per evitare la produzione di vetro difettoso. L'utilizzo di rottame di vetro è il fattore principale per il riciclo e la sostenibilità del vetro.
2.2. Tecnologie di formatura avanzate
Per ottenere contorni precisi e spessori delle pareti uniformi si ricorre alla sagomatura avanzata della produzione moderna.
- Processo Blow-and-Blow (BB):Metodo standard per contenitori a collo lungo e pareti spesse (bottiglie di birra, vino).
- Processo di stampaggio e soffiaggio (PB): Generalmente utilizzato per contenitori a bocca larga (vasetti per alimenti). La formatura del parison avviene tramite uno stantuffo, seguito dal soffiaggio dell'aria. La distribuzione del vetro risulta migliorata e la velocità della macchina aumentata.
- Processo di pressatura e soffiaggio a collo stretto (NNPB): Il packaging più moderno, con pareti estremamente sottili e collo stretto, è il risultato del processo NNPB, il più impegnativo. Per una migliore distribuzione del vetro e una maggiore uniformità dello spessore della parete, si combina la pressatura con uno stantuffo più sottile. In questo modo, la resistenza non viene compromessa, anche con una riduzione del peso del 33%. Inoltre, è utile per lavorare in modo leggero nelle bottiglie, risparmiando così materiale e riducendo le emissioni di CO2.
2.3. Protocolli di ricottura per la riduzione dello stress e il miglioramento della resistenza
La ricottura è un trattamento termico post-formatura molto importante, in cui le bottiglie vengono portate lentamente a temperature più fredde (ad esempio, da 1050°F A ) per rilasciare le tensioni interne al vetro causate dalla formatura. Questo raffreddamento controllato evita fratture, rinforza il vetro e prolunga la durata del prodotto. Una ricottura insufficiente rende le bottiglie fragili e vulnerabili alla rottura.
2.4. Misure avanzate di controllo qualità
Il controllo qualità si avvale di moderne attrezzature:
- Ispezione ottica automatizzata (AOI) e rilevamento dei difetti basato sull'intelligenza artificiale:I sistemi basati su intelligenza artificiale, deep learning e visione artificiale (ad esempio EasyODM, KeyeTech, SolVision) sono in grado di effettuare ispezioni in tempo reale, ad alta velocità e ad alta precisione. Per rilevare difetti a livello micron (crepe, scheggiature, bolle, impurità) con scansioni a 360 gradi e scartare i prodotti difettosi a una velocità di centinaia di bottiglie al minuto, risparmiando così lo sforzo di ispezione manuale, questi sistemi impiegano telecamere ad altissima risoluzione e luci LED.
- Analisi dello stress: Utilizzando la luce polarizzata per rilevare le sollecitazioni interne derivanti da una ricottura non corretta, il metodo mostra le aree di sollecitazione come pattern colorati (fotoelasticità). In questo modo, è possibile individuare i contenitori di vetro che potrebbero rompersi in futuro. Il metodo attuale include anche telecamere ad alta velocità e analisi agli elementi finiti.
- Controlli di precisione dimensionale e qualità superficiale:L'azienda garantisce che le misure (capacità, finitura del collo, forma) siano esatte e che le superfici siano prive di difetti (bolle, crepe e graffi) che potrebbero compromettere la resistenza del contenitore o renderlo esteticamente poco attraente. Inoltre, questo processo verifica anche la trasparenza, la planarità del collo per la tenuta e il parallelismo della base per la stabilità.
2.5. Ottimizzazione per una maggiore resistenza meccanica, resistenza agli shock termici e qualità della superficie
Le tecniche di ottimizzazione aumentano le prestazioni delle bottiglie:
- Trattamento termico e scambio ionico: Il vetro viene reso più resistente. Lo scambio ionico crea uno strato di sollecitazione compressiva sulla superficie, migliorando così la resistenza agli urti. L'indurimento chimico mediante spruzzatura può aumentare la durezza del 163% e la resistenza agli urti del 198%.
- Rivestimenti superficiali:Un rivestimento a caldo (ad esempio, ossido di stagno) applicato subito prima della ricottura serve sia a proteggere il vetro dalle abrasioni sia a prevenire eventuali aderenze indesiderate. Il rivestimento a freddo (ad esempio, polietilene) applicato dopo la ricottura serve a rendere il vetro più resistente ai graffi durante le fasi di riempimento e trasporto.
- Ottimizzazione del design: Lo spessore viene ridotto per alleggerire il peso, le forme rotonde vengono progettate per aiutare a ridurre le aree in cui si concentra lo stress e la simulazione al computer (ad esempio, di TOYO GLASS) viene utilizzata per prevedere la formabilità e la resistenza, ottenendo così la forma del parison e le condizioni di formatura ottimizzate.
- Test di resistenza agli shock termici:I rapidi cambiamenti nella temperatura delle bottiglie sono ciò su cui si concentra il test (ad esempio, 65°C A secondo la norma ISO 7459) in modo da poter stabilire se le bottiglie possono essere utilizzate per linee di riempimento ad alta velocità senza rompersi.
2.6. Soluzioni proattive e necessità previste nell'ingegneria del vetro
- Indagine sulla stampa 3D per stampi (speculativa): Potrebbe consentire una produzione di prototipi molto più rapida, geometrie complesse e un raffreddamento migliorato, con conseguente migliore distribuzione e qualità del vetro.
- Approfondimento sull'integrazione dei sensori: L'implementazione di sensori avanzati (termici, ultrasonici, spettroscopici) per l'ottimizzazione dei processi in tempo reale durante le fasi di forno, avancrogiolo e formatura potrebbe essere una fonte di analisi predittiva, che a sua volta porterebbe alla riduzione dei difetti in modo proattivo.
- Manutenzione predittiva per attrezzature di formatura: Il prossimo passo potrebbe essere l'utilizzo di dati dei sensori e dell'intelligenza artificiale per prevedere la necessità di manutenzione delle parti delle macchine IS (stantuffi, stampi), evitando così l'interruzione del lavoro a causa della manutenzione e garantendo al contempo che la qualità sia stabile.
3. Rafforzare la freschezza: caratteristiche avanzate delle bottiglie e soluzioni di sigillatura
Per mantenere fresco lo yogurt, le sue caratteristiche sensoriali e il suo valore nutrizionale nel vetro, sono necessarie caratteristiche sofisticate della bottiglia e un metodo di sigillatura fresco, principalmente contro la luce e l'ossigeno.
3.1. Il vetro come barriera all'ossigeno e limitazioni della trasmissione della luce
Glass has oxygen barrier properties of the best level, better than PET and HDPE [55][56], and it is a must for food of animal origin that are highly sensitive to oxidative spoilage. What is more, a clear glass allows almost all of the visible light to pass through it (about 90%), which leads to the oxidation of the product and the degradation of vitamins in milk within a time period of 4 hours in the case of the LED light exposure complied. Light transmission should be ideally below 0.1% for milk stored at room temperature. Wavelengths between 400-450 nm and 600-650 nm are critical to block due to photosensitizers like riboflavin causing photooxidation and off-flavors.
3.2. Soluzioni di sigillatura innovative dai principali produttori di bottiglie di vetro per yogurt
Una buona sigillatura aiuta a proteggere lo yogurt da corpi estranei e mantiene stabile il prodotto.
- Saldatura a induzione:Crea una barriera anti-ossigeno che prolunga la durata del prodotto, impedendo la penetrazione di ossigeno, vapore acqueo e sporco. Allo stesso tempo, i sapori e i nutrienti rimangono intatti. È una tecnologia ideale per l'uso alimentare e lattiero-caseario e soddisfa gli standard FDA; inoltre, garantisce la sicurezza contro le manomissioni. Richiede guarnizioni di tipo specifico e tappi metallici studiati appositamente per un utilizzo pratico. L'utilizzo di soluzioni di sigillatura in diverse applicazioni di imballaggio può essere una strategia per soddisfare diverse esigenze, processi e prolungare la durata di conservazione, con conseguenti sinergie ed effetti sinergici.
- Tappi e pellicole multistrato che utilizzano EVOH: L'etilene vinil alcol (EVOH) ha un'elevata proprietà barriera che può bloccare aree come l'ossigeno e l'umidità e viene utilizzato nello strato di una pellicola multistrato insieme a carboni come PE, PP o PET che forniscono alla pellicola resistenza, tenacità e buone prestazioni di barriera, aumentando così la durata dei prodotti lattiero-caseari deperibili impedendo la diffusione dell'ossigeno. I materiali polimerici come il polietilene tereftalato (PET) e l'acido polilattico (PLA) vengono sostituiti da pellicole a base di cellulosa che offrono elevate prestazioni di barriera e sono prodotti biologici e biodegradabili.
3.3. Caratteristiche avanzate della bottiglia per la protezione dalla luce
Per contrastare l'elevata trasparenza del vetro trasparente:
- Additivi assorbenti UV nella composizione del vetro: Ossidi metallici come l'ossido di cerio (CeO₂) per la parte UVA dello spettro, abbiamo l'ossido di ferro (Fe₂O₃) che conferisce la tonalità verde/marrone e blocca anche alcuni UV, e l'ossido di boro nel vetro borosilicato: il fatto che vengano assemblati contemporaneamente durante il processo di produzione consente al vetro di assorbire la radiazione UV che si trova più a lungo nello spettro visibile e di bloccarla.
- Rivestimenti specializzati per la protezione UV sul vetro: I trattamenti e i rivestimenti superficiali includono rivestimenti in ossido metallico (ad esempio, biossido di titanio) per riflettere i raggi UV mantenendo la trasparenza, e assorbitori organici di raggi UV. Polysil SCW 940 è un rivestimento a base d'acqua che arresta completamente la degradazione UV.
- Vetro colorato per la protezione dalla degradazione della luce:I vari colori del vetro hanno diversi gradi di protezione. Il vetro ambrato è estremamente efficiente, in grado di tagliare fino al 99% dei raggi UV inferiori 450 nm e assorbe la dannosa luce blu/viola. Il vetro verde (ossido di ferro) è un assorbitore molto debole. Il blu cobalto è un agente protettivo UV moderato. Il nero o il verde scuro sono i migliori protettori UV disponibili. Studi di caso dimostrano che i produttori di latte stanno sostituendo il vetro ambrato non solo per la birra, affinché sia il miglior conservante del gusto, ma anche per i loro prodotti.
3.4. Metriche critiche e impatto sugli attributi sensoriali
- Tasso di trasmissione dell'ossigeno (OTR): Definisce il volume di ossigeno che passa attraverso un materiale (ad esempio, cc/m2/giorno). The low OTR value is very important for milk and dairy products to avoid the processes of spoilage, oxidation, and bacterial growth, thus the products keep initial flavor, color, and nutritional values. A high barrier is < 1 cc/100 in2/24 oreL'OTR cambia in base ai cambiamenti del materiale di produzione di un pacco, alle perturbazioni e alle condizioni ambientali.
- Impatto sugli attributi sensoriali e sulla durata di conservazione:Il confezionamento è uno dei fattori più determinanti per il sapore e la freschezza del latte. Il vetro è un ottimo materiale per preservarne il sapore. Una buona barriera alla luce e all'ossigeno è necessaria per prevenire la formazione di sapori sgradevoli causati dalla luce e per preservare intatte le componenti sensoriali e nutrizionali.
3.5. Soluzioni proattive e necessità previste in termini di sigillatura e caratteristiche
- Trattamenti superficiali avanzati per una maggiore funzionalità:I nuovi trattamenti superficiali (rivestimenti antimicrobici, idrofobici, barriera) possono rappresentare un'ottima soluzione per la sicurezza alimentare, la scadenza o la praticità per il consumatore, riducendo la presenza di batteri sulla superficie o consentendo il riutilizzo e la pulizia da parte del consumatore.
- Compatibilità con le linee di riempimento e i processi di produzione di latticini esistenti:Il nuovo imballaggio deve integrarsi senza problemi con le macchine di riempimento e tappatura di precisione e ad alta igiene già esistenti.
4. Dalla pianta al piatto: mantenere l'integrità dello yogurt lungo tutta la filiera
Il percorso di un vasetto di yogurt in vetro dalla fabbrica al consumatore è irto di rischi per la qualità del prodotto. Una struttura in vetro resistente, caratteristiche naturali e una gestione della catena di approvvigionamento di prim'ordine sono essenziali per la sicurezza e la qualità.
4.1. Impatto economico e vulnerabilità nella catena di fornitura
La natura fragile del vetro comporta perdite economiche considerevoli. Il settore perde circa 4,7 miliardi di dollari all'anno a causa di danni legati al trasporto (che ammontano fino al 2% del mercato globale), con un valore medio dei singoli reclami pari a 3.777 dollari. Oltre alla perdita dei prodotti, questa situazione causa anche il rinvio delle consegne, un aumento dei costi e l'insoddisfazione dei clienti.
La percentuale di rotture dipende dalla modalità di trasporto: 0,8% per ferrovia, 1,0% per auto e 1,5% per trasporto via acqua. La perdita economica dovuta a danni durante il trasporto ammonta a circa lo 0,6% del prezzo del prodotto e allo 0,25% durante lo stoccaggio.
4.2. Fattori di danno critico sulle linee di riempimento
- Shock termico:Una delle cose più vulnerabili a un brusco cambiamento di temperatura sono sicuramente le bottiglie di vetro. Una bottiglia di latte in vetro trasparente da 32 once può resistere solo a 100°F variazioni prima di rischiare uno shock termico. Se le temperature non sono regolate, le aree più colpite sono le lavatrici e i pastorizzatori. È molto importante eseguire test di resistenza allo shock termico.
- Impatto e pressione di linea:La rottura è il risultato di una combinazione di cattiva manipolazione, velocità eccessive del trasportatore, improvvisi cambiamenti di velocità (> 15 m/s differenza) e alta pressione di linea. Diversi fattori determinano la pressione di linea, tra cui l'attrito, il peso della bottiglia, la dimensione della coda e il coefficiente di attrito. L'energia cinetica raddoppia con il quadrato della velocità di collisione e la massa del contenitore; pertanto, l'impatto sui contenitori pieni è maggiore. I contenitori in vetro hanno una resistenza all'impatto minima (ad esempio, 35 IPS).
4.3. Progettazione della bottiglia e imballaggio secondario per la resilienza
- Il design della bottiglia influenza la resilienza e i costi: L'alleggerimento della bottiglia contribuisce a ridurre i costi di trasporto, ma rende il vetro più fragile. I fattori di progettazione includono la forma, le dimensioni, l'ergonomia e la progettazione di un tappo/sigillo sicuro. Ad esempio, MINGHANG utilizza il vetro sodico-calcico per garantire durata e resistenza agli agenti chimici, mentre per tappi e sigilli vengono utilizzati materiali di qualità alimentare e privi di BPA.
- Le innovazioni nel packaging secondario riducono le rotture: I materiali di imballaggio migliori hanno ridotto notevolmente i danni durante il trasporto. Gli inserti sagomati su misura (EPS) possono ridurre i danni fino al 37% rispetto al cartone. Le fibre sagomate in cellulosa e i separatori in cartone ondulato fungono da ammortizzatori più efficaci. Inoltre, i metodi più sicuri, come i separatori per bottiglie, sono indispensabili per gli articoli fragili.
4.4. Analisi avanzata ed eccellenza operativa
- Analisi predittiva e apprendimento automatico: L'intelligenza artificiale e l'apprendimento automatico possono prevedere i rischi e le soluzioni per i problemi logistici. Gli algoritmi Decision Tree e Random Forest vengono utilizzati per la previsione del collasso dei pallet, dove Random Forest è più efficiente. L'analisi basata sull'intelligenza artificiale utilizza i dati per la valutazione dei fornitori, l'identificazione delle anomalie, il punteggio di rischio e l'elaborazione del linguaggio naturale (NLP) per i rischi più sottili. I danni possono essere evitati attraverso il monitoraggio dell'impatto, il rilevamento dell'inclinazione e la selezione del percorso basata sui dati, il tutto in tempo reale.
- Fattori operativi sulla linea di riempimento: La parte più importante del lavoro è la verifica accurata delle distanze di installazione della macchina, delle distanze tra le rotaie, della sincronizzazione delle velocità del trasportatore, della lubrificazione e della riduzione al minimo possibile di pressione/urto durante il riempimento/trasporto. Anche le rotaie usurate, le curve errate e le forze di serraggio inadeguate sul pallettizzatore, che causano danni, possono essere la causa dell'aumento dei danni.
- Integrazione IoT e AI per una visibilità granulare: L'uso dell'IoT, abbinato all'analisi predittiva, fornisce una conoscenza quasi dettagliata delle condizioni del prodotto/risorsa. L'intelligenza artificiale utilizza i dati dei sensori per anticipare guasti ai nastri trasportatori, identificare la posizione degli urti o prevedere il deterioramento rilevando le variazioni di temperatura.
4.5. Vantaggi degli imballaggi in vetro nonostante la fragilità
Nonostante i problemi di rottura, le bottiglie di vetro stanno tornando nel reparto latticini per la loro natura ecologica (riutilizzabili, riciclabili al 100% per sempre), la conservazione della freschezza e del sapore (non reattive, non porose, eccellente barriera), la minore proliferazione batterica, una migliore conservazione della temperatura e un'estetica di alta qualità. Aziende come Volleman's Family Farm stanno passando al vetro e i consumatori richiedono imballaggi sostenibili, con alcuni caseifici che stanno istituendo sistemi di deposito cauzionale.
4.6. Soluzioni proattive e necessità anticipate nella gestione della catena di fornitura
- Impatto dell'alleggerimento sulle linee di riempimento ad alta velocità: L'alleggerimento del peso porta a una riduzione dei costi, ma può rappresentare un problema per le linee ad alta velocità. Sono necessarie ricerche sulle caratteristiche progettuali o sui trattamenti superficiali per stabilizzare e prevenire danni alle bottiglie più leggere durante il trasporto, il riempimento e la tappatura rapidi, nonché sul miglior utilizzo dei nastri trasportatori e della movimentazione robotizzata.
5. L'orizzonte del packaging: innovazioni nel vetro per i prodotti lattiero-caseari
Una delle principali tendenze nel packaging di consumo per il vetro da latte si concentra su tecnologia, sostenibilità ed esigenze dei consumatori. Le innovazioni si concentrano principalmente sul miglioramento dell'utilizzo del vetro, sulla riduzione della sua impronta di carbonio e sul miglioramento delle sue prestazioni.
5.1. Alleggerimento e vetro ad alta resistenza
La riduzione del peso del vetro è una delle misure più importanti per la sostenibilità ambientale, poiché consente di risparmiare materiali, emissioni e denaro. I produttori possono ridurre lo spessore del vetro del 30% senza comprometterne la qualità. Le soluzioni innovative includono lo sviluppo di vetri ad alta resistenza, lo stampaggio di precisione per ottenere spessori uniformi e processi di rinforzo come la tempra chimica e rivestimenti speciali. Oltre a ciò, si riducono anche le emissioni di carbonio e i costi di spedizione.
5.2. Processi avanzati di produzione del vetro per la decarbonizzazione
Il settore del vetro sta installando nuove tecnologie di forni per ridurre l'impronta di carbonio, come:
- Combustione ossigenata:Si risparmia energia del 20-45% e si riducono gli NOx del 70-90%, mentre le particelle vengono ridotte del 25-80%.
- Tecnologia di fusione elettrica: Può azzerare quasi tutte (circa il 90%) le emissioni di carbonio associate alla fusione elettrica grazie all'uso di fonti rinnovabili. È destinato principalmente alla produzione di vetro speciale, ma presenta alcuni problemi tecnici ed economici con la produzione di grandi volumi di vetro per contenitori (ad esempio, produzione di vetro scuro, usura del forno). Schott sta allestendo un serbatoio pilota di fusione elettrica per ridurre le emissioni dell'80% nel caso del vetro farmaceutico.
- Forni ibridi: Possono passare da combustibili elettrici a combustibili convenzionali e utilizzare fino all'80% di elettricità rinnovabile. Libbey Glass sta lavorando a un progetto per ridurre del 60% le sue emissioni di CO2. Un consorzio europeo sta lavorando al progetto "Fornace del Futuro" per la produzione ibrida elettrificata su larga scala.
- Recupero del calore e preriscaldamento delle materie prime:I sistemi recuperativi/rigenerativi sono sistemi di recupero del calore dai gas di scarico che consentono di aumentare l'efficienza del forno dal 50 al 65%. Utilizzando l'energia del gas e dell'aria, tecnologie come quella di Fives (HRA™) possono portare a una riduzione fino al 10% del consumo di gas. Il risparmio energetico derivante dalla conversione delle materie prime (batch e rottame di vetro) in 400-450 °C riduce significativamente l'apporto energetico.
5.3. Impatto del contenuto riciclato (rottame di vetro) e circolarità
Un maggiore contenuto di vetro riciclato (rottame di vetro) rende l'imballaggio più ecologico. L'utilizzo di ogni 10% di rottame di vetro porta a una riduzione del fabbisogno energetico di circa il 3% e delle emissioni di anidride carbonica del 5%. Il materiale in vetro riciclato utilizzato per i contenitori può variare dal 10% al 90% e oltre (negli Stati Uniti si attesta intorno al 30% e nell'UE intorno al 60%). Verallia ha aumentato la percentuale di rottame di vetro dell'11% (2020-2021), riducendo l'impronta di carbonio di oltre 81.000 tonnellate di CO2.
Tra gli ostacoli vi sono la regolamentazione della qualità/quantità della PCR per uso alimentare, la variabilità dei materiali e l'aumento dei costi. La separazione dei colori è un requisito imprescindibile. La regolamentazione dell'uso di materiali riciclati per gli imballaggi a contatto con gli alimenti non è armonizzata.
Gli studi LCA dimostrano che le bottiglie di vetro convenzionali tendono ad avere un impatto ambientale maggiore (in termini di cambiamenti climatici e acidificazione) rispetto al PET o al cartone, perché richiedono molta energia di produzione e sono pesanti. Le bottiglie di vetro potrebbero dover essere più leggere del 40% per avere lo stesso impatto. Ma il vetro mantiene meglio il sapore e non rilascia sostanze nocive. Se utilizzato almeno cinque volte, il vetro ricaricabile può essere più ecologico della plastica monouso.
5.4. Sistemi a circuito chiuso e riutilizzabilità
Per sua natura, il vetro può essere riciclato all'infinito senza alcuna perdita di qualità, ma di questo totale, attualmente solo circa un terzo viene riciclato. I sistemi a circuito chiuso per contenitori in vetro si riferiscono principalmente al processo di riciclo del vetro post-consumo per la produzione di nuovi contenitori. Le bottiglie di latte riutilizzabili in vetro stanno tornando di moda nel settore lattiero-caseario e le latterie locali stanno offrendo sistemi di deposito cauzionale come metodo di vendita. Nel frattempo, sta prendendo piede anche la tendenza dei consumatori al riciclo creativo dei barattoli di vetro (ad esempio, il riutilizzo dei barattoli Oui by Yoplait).
5.5. Integrazione delle funzionalità di imballaggio intelligente
Il packaging intelligente apporta numerosi miglioramenti ai prodotti lattiero-caseari in termini di qualità, sicurezza, durata di conservazione, coinvolgimento del consumatore e una gestione più efficiente della catena di approvvigionamento. Le tecnologie coinvolte sono codici QR, tag NFC/RFID, inchiostri termocromatici, indicatori di tempo-temperatura (TTI) e sensori di freschezza. Questi consentono la tracciabilità, forniscono informazioni nutrizionali, monitorano la temperatura e indicano lo stato di freschezza al momento, contribuendo a ridurre gli sprechi alimentari e a migliorare la gestione della catena del freddo.
5.6. Domanda dei consumatori e influenza normativa
I consumatori stanno diventando sempre più esigenti in termini di necessità di imballaggi sostenibili (ad esempio, il 54% dei consumatori è disposto a pagare un extra, il 67% considera la riciclabilità una priorità). Insieme a politiche più severe sulla plastica, questo spinge i marchi a utilizzare vetro leggero e riciclato nei loro prodotti per soddisfare le aspettative. Se implementata correttamente, la comunicazione sulla sostenibilità gioca un ruolo positivo nella percezione del marchio.
5.7. Soluzioni proattive e bisogni previsti nelle innovazioni future
- LCA standardizzata per il vetro per latticini:C'è bisogno di un LCA standardizzato e aggiornato che confronti diversi tipi di imballaggi in vetro ecocompatibili per i prodotti lattiero-caseari (inclusi i sistemi ricaricabili) con altre alternative ecologiche (ad esempio, bioplastiche avanzate, cartoni) tenendo conto delle fonti energetiche locali, del trasporto e del riciclaggio.
- Investimenti in infrastrutture per il rottame di scarto alimentare: Per superare ostacoli quali la limitata disponibilità e la scarsa qualità della PCR di grado alimentare per il vetro, è necessario valutare attentamente la creazione di strutture dedicate alla lavorazione, che includano tecnologie avanzate di selezione e decontaminazione.
- Incentivare i sistemi a circuito chiuso per l'industria lattiero-casearia:Non si può sottovalutare l'importanza di identificare le caratteristiche che hanno reso vincenti i sistemi a circuito chiuso su scala industriale per il vetro per prodotti caseari (sistemi di deposito-restituzione, partnership tra aziende lattiero-casearie, lavaggio/sterilizzazione innovativi).
- Scienza dei materiali per vetro ultraleggero e ad alta resistenza: Sono necessari studi più approfonditi per individuare additivi, metodi di trattamento delle superfici o nanotecnologie per sviluppare un vetro più sottile ma più resistente, adatto alle linee di produzione lattiero-casearie più veloci e alle catene di approvvigionamento più difficili.
- Integrazione degli imballaggi intelligenti con il riciclaggio/riutilizzo: La ricerca può aiutare a scoprire come gli imballaggi intelligenti (ad esempio, i tag NFC) potrebbero supportare la facilitazione di fasi efficienti di raccolta, preparazione e autenticazione nei sistemi industriali di riciclaggio o riutilizzo del vetro per i prodotti lattiero-caseari (ad esempio, tracciando i cicli di riutilizzo, confermando la composizione del materiale).
- Come affrontare la produzione di vetro scuro nei forni elettrici: Una parte della ricerca riguarda l'indagine sulle possibilità di nuovi additivi di fusione o la modifica dei processi per ridurre la formazione di schiuma durante la fusione nei forni elettrici per vetri di colore scuro, utilizzati per i prodotti lattiero-caseari fotosensibili.
- Armonizzazione delle politiche e delle normative: Aprire la strada all'armonizzazione delle norme internazionali sull'uso di contenuti riciclati negli imballaggi in vetro destinati al contatto con gli alimenti può essere molto utile in quanto stabilisce linee guida uniformi per i marchi multinazionali del settore lattiero-caseario.
- Educazione dei consumatori sulla sostenibilità del vetro: Elaborare piani di comunicazione efficaci per le aziende lattiero-casearie, consentendo loro di raccontare una storia autentica e completa sulla sostenibilità degli imballaggi in vetro leggeri, ad alto contenuto di rottame o riutilizzabili, affrontando il problema delle percezioni errate e, allo stesso tempo, mostrandone i vantaggi.
- Transizione delle fonti energetiche per la produzione del vetro: Anticipare le analisi di fattibilità in termini di costi e capacità di aumentare la produzione di idrogeno verde e di altri combustibili a basse o nulle emissioni di carbonio come supplementi o alternative all'alimentazione elettrica dei forni ibridi per la produzione di vetro.
- Progettazione per la riciclabilità e il riutilizzo del vetro specifico per i prodotti lattiero-caseari: Approfondisci i parametri di progettazione del contenitore in vetro per prodotti lattiero-caseari che ottimizzano la riduzione del peso e le situazioni di fine vita, come le aree in cui gli adesivi delle etichette possono essere facilmente rimossi, le forme resistenti del contenitore che possono essere lavate o riempite e le chiusure ecologiche.
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