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GARANTIZANDO LA CALIDAD Y LA SEGURIDAD

DE LOS PRODUCTOS A TRAVÉS DEL ENVASE

INTELIGENTE.

Barcelona, 23 de Febrero 2011

Inmaculada Lorente GómezTécnico del departamento Sistemas

Inteligentes Avanzados, ITENE

Introducción: Situación actualTipos de etiquetas inteligentesImpresión electrónica (Printed electronics)Ejemplos e investigaciones actualesConclusiones

Contenidos:

Introducción: Situación actual

El envase “inteligente” se basa en tecnologías emergentes que usanla función “comunicación” del envase para mejorar la calidad, seguridad o aportar información de valor sobre los productos quecontiene.

Introducción: Situación actual

Tipos de etiquetas inteligentes

Tipos de etiquetas inteligentes:

Indicadores Tiempo Temperatura (TTis)

Etiquetas tiempo-temperatura (TTis)

Etiquetas simples y relativamente baratasRespuesta visual, por cambio de color, irreversible dependiente de la temperatura.Importante herramienta de decisión y de marketingCaracterísticas que se les exigen a los indicadores TTIs• Fácilmente activables y de uso sencillo• Deben presentar una respuesta exacta e irreversible, en

correlación con el deterioro del producto.

Etiquetas tiempo temperatura (TTi)

Tipos:• Sistemas físicos

o Avance de color a través de una tira porosa

Monitor Mark (3M)

Warm Mark™

Warm Mark™: Indicador de temperatura duo

http://shoptimestrip.us/

TempDot

TimeStrip®

Tipos:• Sistemas físicos

o Difusión

It’s Fresh ®

TTSensor ®

Tipos:• Sistemas químicos

FreshCheck ® (TEMPTIME )

Onvu TM

Tipos:• Sistemas biológicos

CheckPoint ®

(Vitsab)eO ® (Cryolog) Traceo ® (Cryolog)

Tipos:• Electronicas

FreshTime (Infratab) ID - Tag (Cryolog) Packsense

Indicadores de Temperatura (Tis)

Indicadores de congelaciónFreeze Watch Freeze Tag

Freeze Check Indicator

Domtemp Freeze Indicators

ColdMark

Indicadores de altas temperaturas

Telatemp Temperature

Recorder Labels

FredTempCryoGuard

Indicadores termocrómicos

Intelligent packaging for cold chain products

Termocromismo es la habilidad de una sustanciade cambiar de coloración en función de la temperaturaSon tintas que se desaparecen al sobrepasardeterminada temperatura. Uso típico en bebidas

Indicadores termocrómicosTermocromismo es la habilidad de una sustancia de cambiar de coloración en función de la temperatura.Tipos:

CRISTALES LÍQUIDOS TERMOCRÓMICOS

Preciso

Difícil de manejar

TINTES LEUCO

Más baratos

Menos precisos

Cristal líquido colestérico

Ejemplos de indicadores termocrómicos

Indicadores de Frescura

Indicadores de humedad

Otros indicadores

Indicadores de frescura

Los indicadores de frescura indican la calidad del alimento envasado a través de su respuesta a alguno de los cambios que se producen en el alimento como resultado del metabolismo o crecimiento microbianoPueden reaccionar frente:

Microorganismos presentes en el productoGases / metabolitos generados durante el proceso de degradación

Indicadores de Frescura

Indicadores de humedadLos indicadores de humedad pueden contener:

• Cloruro de cobalto AZUL LAVANDA-ROSA cuando AUMENTA la humedad

• Cloruro de cobreAMARILLO-VERDE cuando AUMENTA la humedad

Humonitor ®

Otros indicadores

Indicadores de golpesDispositivos de autenticidad o antifraude: muestran cuando un envase ha sido abierto

Dispositivos que transportan información

Códigos DATAMatrixCodificación bidimensionalLegible hasta con un 20%-30% dañado

Bodega Cingles Blaus

Dispositivos RFIDComponentes y Funcionamiento de un sistema básico RFID

• Etiquetas de radiofrecuencia

• Lectores RFID

• Software de gestión

Etiquetas UHFLos más extendidos <–> Los más baratosBuena distancia de lectura (3 metros de media)

Ejemplos de etiquetas RFID UHF

Etiquetas HFUtilizados para cortas distancias (<1 metro)Mejor respuesta ante liquidos y metalBajo coste

Ejemplos de etiquetas RFID HF

Etiquetas microondas:Largas distancias (>50 metros)Generalmente usan baterías -> recambio cuando se agotaPermiten añadir otras funcionalidades: sensores de temperatura, comunicación GPS, etc.

Ejemplos de etiquetas RFID activas

Lector RFIDLee y decodifica la información contenida en el chip de la etiqueta de RFID y la envía al sistema.Se encarga de enviar energía a la etiqueta mediante ondas radiofrecuenciaRecibe la información introducida en la etiqueta.Se controla mediante software, que procesa la información

Tipos de LectoresManuales• Pequeños• Pueden llevar SO

Fijos• Conexión al PC• Uso de antena externa

Portales• Lectores fijos colocados en

forma de portal• Gran tamaño, capaces de

detectar todo lo que pasa por su interior

SoftwareUtilizando RFID se mueven enormes cantidades de información. Necesidad de almacenar y tratar la informaciónSoftware debe ser capaz de aunar información de diferentes aplicaciones: RFID, código de barras, GPS, sensoresNecesidad de integrar el proceso en propio flujo de trabajo de la empresaSistemas diseñados a medida

Atendiendo a la frecuenciaLF – entre 125 y 134,5 KhzHF – 13,56 MhzUHF – 868 a 956 MhzMICROONDAS – 2,45 Ghz

En que se traduce la frecuenciaDistancia de lecturaPoder de penetración de la onda

Atendiendo a la energía que utilizanPasivas

• No disponen de fuente de energía interna• Energía necesaria recogida del lector RFID (activar el chip, enviar

la información)• Uso del principio físico de Inducción Electromagnética

Activas• Dotadas de fuente de energía interna (batería)• Necesidad de recargarlas al agotarse• No dependen de la energía del lector

Semiactivas• Dotadas de fuente de energía interna. • En la transmisión de información, trabajan del mismo modo que

las etiquetas pasivas. • La fuente de energía, se utiliza para funcionalidades adicionales,

como la monitorización de temperatura.

Dispositivos RFID

Ventajas de las etiquetas electrónicas:

• No necesitan contacto visual

• Identifica cada producto individual.

• Permite leer múltiples etiquetas electrónicas simultáneamente.

• Pueden almacenar mucha información sobre un producto.

• Se puede escribir todas las veces que haga falta.

• Evita falsificaciones.

• Es resistente.

Dispositivos RFIDPosibles usos:

• Control de calidad, producción y distribución. • Localización y seguimiento de objetos. • Automatización de los procesos de fabricación.• Identificación de materiales. • Control de fechas de caducidad. • Detección de falsificaciones. • Información al consumidor. • Inventario automático.

Futurestore

Tag RFID

Fuente: Promens Iberia

El tag RFID va embebido dentro de un disco de polietileno que se suelda por fricción (calor) al contenedor

Integración en envases plásticos: soldado por fricción /ultrasonidos

VentajasElevado protección frente a golpes, suciedad, humedadProtegido frente a hurto

DesventajasLa pared del envase debe ser suficientemente gruesaAñade dificultad para reciclar el envaseNo es compatible con etiquetas activas

Fuente: Engel

Integración de tags RFID en envases plásticosEl tag RFID se inserta en el molde como una etiqueta durante el proceso de inyección (IML)

VentajasLa etiqueta no es apreciable -> muy buen acabado superficialExcelente protección frente a golpes, humedad, polvo, etcUna vez modificado proceso de integración, fabricación de modo automático

DesventajasEtiqueta sufre altas presiones y temperaturas en la integraciónAñade dificultad para reciclar el envaseNo es compatible con etiquetas activas

Fuente: Congost

Integración en envases plásticos: alojamiento especial

VentajasProtegida frente ambiente: polvo, agua, golpes

Fácil separación y posibilidad de reutilización

DesventajasPreparación del alojamientoIntroducción etiquetas manual

Integración en envases plásticos: etiqueta remachada o atornillada

VentajasEtiqueta recuperableCompatible con etiquetas activasProtegido frente al ambiente (encapsulado)

DesventajasMétodo de integración manualSusceptible a golpes

Integración en envases de papel / cartón: Etiqueta Adherida

VentajasFácil inserción: manualmente o con automatismoseconómicaRelativamente fácil recuperación

DesventajasNo reutilizableExpuesta al medioambiente: agua, golpesSolo validas para etiquetas pasivasSujetas a hurto o falsificación

Innova PackagingSystem

VentajasParcialmente protegido frente a condiciones externas (agua puede dar problemas)Tienen funciones antihurto y antifraude

DesventajasNo reutilizableSolo validas para etiquetas pasivasIntegracion realizada en el proceso de fabricación del envase

Envase de cartón con RFID integrado de

BeamFetch

Robison paperboardpackaging

Integración en envases de papel / cartón: Integrado en el interior de la estructura de cartón ondulado

VentajasParcialmente protegido frente a condiciones externas (agua puede dar problemas)Tienen funciones antihurto y antifraude

DesventajasNo reutilizableSolo validas para etiquetas pasivasIntegración realizada en el proceso de fabricación del envase

Tag en solapa de cartón de la empresa Hide-pack

Integración en envases de papel / cartón: Integrado en juntas y solapas de cajas

Impresión electrónica (Printed electronics)

Son dispositivos electrónicos impresos mediante tintas conductivas / semiconductivas

Films de poco espesor con componentes orgánicos e inorgánicos están siendo investigados para utilizarsecomo semiconductores, dielectricos, etc como partesde circuitos o dispositivos para dotar de nuevasfuncionalidades a los envases

Fuente: Tagsys Kernel inlay + Parelec Inks

Tag RFID insertado en el propio material de cartón con una antena directamente impresa en la lámina de cartón usando tintas y adhesivos conductores

Un prototipo de caja con un tag RFID integrado(Tagsys Kernel inlay + antena impresa con tintaParelec)

Impresión electrónica (Printed electronics)

Ejemplos e investigaciones actuales

Uso de indicadores TTi

Vitsab®

Indicador de frescura Fresh-Check®

Indicador de frescura OnVu

Uso de indicadores termocrómicos

Dars. Morinaga

Chocolate que se presenta en un envase innovador que indica claramente al consumidor cuando el producto esta en la temperatura óptima de consumo.

Caso real de comercialización en Noruega de un plato preparado con indicador del punto óptimo de calentamiento

Este plato preparado es microondable, indicando al consumidor exactamente cuando esta el producto listo para su consumo, emitiendo un “pitido”

Códigos 2D

SnapTags

Realidad Aumentada

Hologramas indicadores de humedad.Ventajas:

-El holograma indicador da una respuesta muy precisa a niveles de humedad entre 20 y 90 %.-Envasado inteligente:útil en alimentos, cosmética, farmacia, electrónica, etc. -Seguridad / autentificación: cuando respiras sobre el holograma, éstecambia de color inmediatamente. Útil en certificaciones y proteción de marca.

Combinación de la tecnología RFID y holográmica para funcionalidades antifraude (RFID Crystagram®)

•Tags encriptados

•Holograma para aportar seguridad adicional/autenticidad

Fuente: Hitachi y Toppan

Tapón de corcho artificial con tecnología RFID paraasegurar la calidad y trazabilidad de cada botella de vino

Source: Lab-ID

Información sobre:• Fecha de embotellado• Tipo de uva• Porcentaje/grado alcohólico• Etc

eProvenance ha utilizado la tecnologiaRFID para crear una “botellainteligente.”

El sistema eProvenance usa:• Tag RFID Semi-activo dentro de la caja para controlar la temperatura y la información de transporte• Tag RFID Pasivo en la base de la botella para la trazabilidad y el inventariado• Dispositivo anti-fraude y de garantiade autenticidad

Botellas de vino con tecnología RFID para conseguir varias funcionalidades

Tags RFID para latas

Tokyo Seikan

Film plástico estirable que usa la tecnologia RFID y tintasconductoras para hacer palets a prueba de apertura.

Fuente: Pliant ®

Blister inteligente

•Cuestionario electrónico integrado en los envases para grabar información o tener “feedback”.

•Electrónica oculta graba fecha, tiempoy lugar de donde y cuando el paciente se toma su dosis.

Source: MeadWestvaco

Aplicaciones farmacéuticas

Source: Cypak®

Source: Stora Enso y Medixine

•Tag RFID embebido en tapón plástico de la botella.

•Graba datos de cuando la botella se abre.

•Recuerda al paciente cuando es la próxima dosis.

Fuente: Information Mediary Corp

Aplicaciones farmacéuticas

Fuente: O-I HealthcarePackaging Group

Fuente: Rexam Pharma

La tecnología RFID en “blisters”La antena está grabada en la capa metálica del blister plástico

Fuente: Alcan Packaging

Desarrollo de carros inteligentes

Cajas luminosasUtilizando energia electrica por inducción para crear un efecto llamativo, al proveer electricidad por medio de bobinas electromagnéticas.Este desarrollo tambien es aplicable a calentar latas de sopa porinduccion; donde lo unico necesario es que el envase tenga una pequeñabobina que convierta induccion en electricidad

Integración de tags activos en envase primario y gran contenedor.

INVESTIGACIÓN E INNOVACIÓN EN LOS ENVASES DE CARTÓN MEDIANTE LA APLICACIÓN DE LAS TECNOLOGÍAS “PRINTED ELECTRONICS”

• Desarrollo de antenas RFID impresas en el propio envase. • Desarrollo de indicadores tiempo – temperatura imprimibles por offset para

productos congelados.

SMART-PRINTED-PACK

• Desarrollo e integración de dispositivos comunicativos impresos (Printed Electronics) en envases de cartón.

• Desarrollo de prototipos de envase con sensores antihurto.

Advanced Intelligent SystemsON-GOING RESEARCH NATIONAL PROJECTS

DESARROLLO DE INDICADORES COLORIMÉTRICOS IMPRIMIBLES EN MATERIALES DE ENVASE APLICADOS A ALIMENTOS FRESCOS Y ENVASADOS TALES COMO DERIVADOS DE CARNE DE POLLO Y EMBUTIDOS FRESCOS

Advanced Intelligent SystemsON-GOING RESEARCH NATIONAL PROJECTS

DESARROLLO DE INDICADORES COLORIMÉTRICOS IMPRIMIBLES EN MATERIALES DE ENVASE APLICADOS A CARNE DE POLLO FRESCA ENVASADA

• Indicador imprimible

•Permitido para contactoalimentario

•Cambio de coloración relacionadocon la vida útil del pollo

Advanced Intelligent SystemsON-GOING RESEARCH INTERNATIONAL PROJECTS

DEVELOPING AND INTEGRATING NOVEL TECNOLOGIES TO IMPROVE SAFETY, TRANSPARENCY AND QUALITY ASSURANCE OF THE CHILLED/FROZEN FOOD SUPPLY CHAIN TEST CASE FISH AND POULTRY CHILL – ON

NATURAL ANTIMICROBIALS FOR INNOVATIVE AND SAFE PACKAGING - NAFISPACK

Formulación y desarrollo de indicadores de calidad (tales como: indicadores de frescura y/o deterioro) para envases de pescado y pollo fresco así como productos mínimamente procesadosValidación del indicador incorporado en el envase en condiciones reales de uso

DEVELOPMENT OF TOOLS TO COMMUNICATE ADVANCED TECHNOLOGIES ON ACTIVE AND INTELLIGENT PACKAGING - CORNET AIP

•Hacer posible que las empresas integren soluciones AIP (Active and Intelligent Packaging) en sus productos, adaptándolas a las demandas de los consumidores para una amplia variedad de productos frescos y nutritivos de preparación rápida.

•Crear una Plataforma de Colaboración para formar una red de trabajo entre los centros de investigación implicados, asociaciones y Pymes, y una Plataforma de Conocimiento y Comunicación con el fin de compartir y difundir conocimientos, tecnologías y experiencias entre todas las partes involucradas

Conclusiones

RFID + Dispositivos Indicadores + Envase y Embalaje forman una buena y rentable relación; las barreras que hay que superar son las del coste e integraciónLos distintos métodos de integración en envases reutilizables son procesos manuales y posteriores al proceso de fabricación del embalaje. Esto requiere de investigación y optimización en nuevos métodos de integración.El sector de los envases plásticos es uno de los pioneros en la integración de tags RFID en los envasesLos nuevos desarrollos de soluciones a menor coste (“printedelectronics”) permitirán la aplicación global al embalaje y la aplicación al envase secundario no reutilizable y al primario en el corto y medio plazo (especialmente en papel-cartón, materiales flexibles)

Conclusiones

Existe mucha diversidad de dispositivos y aplicaciones para grangama de diferentes productos envasados, investigaciones en esta línea de investigación, etc. Lo que lleva a crear “envases inteligentes” con funcionalidades “a la carta”

Las actuales tendencias de los alimentos procesados, listos paraconsumo o para cocción/cocinado, hacen de los envases inteligentes novedosas opciones que facilitan las distintas formas de preparación, consumo de alimentos y aseguramiento de la calidad del producto envasado

En los próximos años es previsible que las etiquetas electrónicas vayan sustituyendo progresivamente a los códigos de barras en los productos, facilitando los procesos logísticos, compras, etc.

Conclusiones

Inmaculada Lorente Gómez

Técnico del departamento Sistemas Inteligentes Anvazados

ilorente@itene.com

¡ Muchas gracias por vuestra atención !

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