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
2
Introducción: Situación actualTipos de etiquetas inteligentesImpresión electrónica (Printed electronics)Ejemplos e investigaciones actualesConclusiones
Contenidos:
3
Introducción: Situación actual
4
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
6
Tipos de etiquetas inteligentes:
Indicadores Tiempo Temperatura (TTis)
88
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.
Tipos de etiquetas inteligentes
9
Tipos de etiquetas inteligentes
Etiquetas tiempo temperatura (TTi)
Tipos:• Sistemas físicos
o Avance de color a través de una tira porosa
Monitor Mark (3M)
10
Warm Mark™
Warm Mark™: Indicador de temperatura duo
Tipos de etiquetas inteligentes
11
http://shoptimestrip.us/
TempDot
TimeStrip®
Tipos de etiquetas inteligentes
12
Etiquetas tiempo temperatura (TTi)
Tipos:• Sistemas físicos
o Difusión
It’s Fresh ®
TTSensor ®
Tipos de etiquetas inteligentes
13
Etiquetas tiempo temperatura (TTi)
Tipos:• Sistemas químicos
FreshCheck ® (TEMPTIME )
FreshCheck ® (TEMPTIME )
Onvu TM
Tipos de etiquetas inteligentes
14
Etiquetas tiempo temperatura (TTi)
Tipos:• Sistemas biológicos
CheckPoint ®
(Vitsab)eO ® (Cryolog) Traceo ® (Cryolog)
Tipos de etiquetas inteligentes
15
Etiquetas tiempo temperatura (TTi)
Tipos:• Electronicas
FreshTime (Infratab) ID - Tag (Cryolog) Packsense
Tipos de etiquetas inteligentes
Tipos de etiquetas inteligentes:
Indicadores de Temperatura (Tis)
17
Indicadores de congelaciónFreeze Watch Freeze Tag
Freeze Check Indicator
Domtemp Freeze Indicators
ColdMark
Tipos de etiquetas inteligentes
18
Indicadores de altas temperaturas
Telatemp Temperature
Recorder Labels
FredTempCryoGuard
Tipos de etiquetas inteligentes
Tipos de etiquetas inteligentes:
Indicadores termocrómicos
20
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
21
Indicadores termocrómicosTermocromismo es la habilidad de una sustancia de cambiar de coloración en función de la temperatura.Tipos:
CRISTALES LÍQUIDOS TERMOCRÓMICOS
Caro
Preciso
Difícil de manejar
TINTES LEUCO
Más baratos
Menos precisos
Cristal líquido colestérico
Tipos de etiquetas inteligentes
22
Ejemplos de indicadores termocrómicos
Tipos de etiquetas inteligentes
Tipos de etiquetas inteligentes:
Indicadores de Frescura
Indicadores de humedad
Otros indicadores
Tipos de etiquetas inteligentes
24
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
Tipos de etiquetas inteligentes
25
Indicadores de Frescura
Tipos de etiquetas inteligentes
2626
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 ®
Tipos de etiquetas inteligentes
27
Otros indicadores
Indicadores de golpesDispositivos de autenticidad o antifraude: muestran cuando un envase ha sido abierto
Tipos de etiquetas inteligentes
Tipos de etiquetas inteligentes:
Dispositivos que transportan información
Tipos de etiquetas inteligentes
29
Códigos DATAMatrixCodificación bidimensionalLegible hasta con un 20%-30% dañado
Bodega Cingles Blaus
Tipos de etiquetas inteligentes
30
Dispositivos RFIDComponentes y Funcionamiento de un sistema básico RFID
• Etiquetas de radiofrecuencia
• Lectores RFID
• Software de gestión
Tipos de etiquetas inteligentes
31
Tipos de etiquetas inteligentes
Etiquetas UHFLos más extendidos <–> Los más baratosBuena distancia de lectura (3 metros de media)
Ejemplos de etiquetas RFID UHF
32
Tipos de etiquetas inteligentes
Etiquetas HFUtilizados para cortas distancias (<1 metro)Mejor respuesta ante liquidos y metalBajo coste
Ejemplos de etiquetas RFID HF
33
Tipos de etiquetas inteligentes
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
34
Tipos de etiquetas inteligentes
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
35
Tipos de etiquetas inteligentes
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
36
Tipos de etiquetas inteligentes
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
37
Tipos de etiquetas inteligentes
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
38
Tipos de etiquetas inteligentes
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.
39
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.
Tipos de etiquetas inteligentes
40
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
Tipos de etiquetas inteligentes
41
Tag RFID
Fuente: Promens Iberia
El tag RFID va embebido dentro de un disco de polietileno que se suelda por fricción (calor) al contenedor
Tipos de etiquetas inteligentes
Integración en envases plásticos: soldado por fricción /ultrasonidos
42
Tipos de etiquetas inteligentes
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
43
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)
Tipos de etiquetas inteligentes
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
44
Fuente: Congost
Tipos de etiquetas inteligentes
Integración en envases plásticos: alojamiento especial
VentajasProtegida frente ambiente: polvo, agua, golpes
Fácil separación y posibilidad de reutilización
DesventajasPreparación del alojamientoIntroducción etiquetas manual
45
Tipos de etiquetas inteligentes
Integración en envases plásticos: etiqueta remachada o atornillada
VentajasEtiqueta recuperableCompatible con etiquetas activasProtegido frente al ambiente (encapsulado)
DesventajasMétodo de integración manualSusceptible a golpes
46
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
Tipos de etiquetas inteligentes
47
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
Tipos de etiquetas inteligentes
48
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
Tipos de etiquetas inteligentes
Impresión electrónica (Printed electronics)
50
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
51
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
5353
Uso de indicadores TTi
Vitsab®
Ejemplos e investigaciones actuales
Indicador de frescura Fresh-Check®
Indicador de frescura OnVu
5454
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.
Ejemplos e investigaciones actuales
5555
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”
Toro
Ejemplos e investigaciones actuales
56
Ejemplos e investigaciones actuales
Códigos 2D
57
SnapTags
Ejemplos e investigaciones actuales
58
Ejemplos e investigaciones actuales
Realidad Aumentada
59
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.
60
Combinación de la tecnología RFID y holográmica para funcionalidades antifraude (RFID Crystagram®)
•Tags encriptados
•Holograma para aportar seguridad adicional/autenticidad
Fuente: Hitachi y Toppan
Ejemplos e investigaciones actuales
61
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
Ejemplos e investigaciones actuales
62
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
Ejemplos e investigaciones actuales
63
Ejemplos e investigaciones actuales
Tags RFID para latas
Tokyo Seikan
64
Film plástico estirable que usa la tecnologia RFID y tintasconductoras para hacer palets a prueba de apertura.
Fuente: Pliant ®
Ejemplos e investigaciones actuales
65
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®
Ejemplos e investigaciones actuales
Source: Stora Enso y Medixine
66
•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
Ejemplos e investigaciones actuales
67
La tecnología RFID en “blisters”La antena está grabada en la capa metálica del blister plástico
Fuente: Alcan Packaging
Ejemplos e investigaciones actuales
68
Ejemplos e investigaciones actuales
Desarrollo de carros inteligentes
69
Ejemplos e investigaciones actuales
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
70
Ejemplos e investigaciones actuales
Integración de tags activos en envase primario y gran contenedor.
71
Ejemplos e investigaciones actuales
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.
72
Ejemplos e investigaciones actuales
SMART-PRINTED-PACK
• Desarrollo e integración de dispositivos comunicativos impresos (Printed Electronics) en envases de cartón.
• Desarrollo de prototipos de envase con sensores antihurto.
73
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
74
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
75
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
76
Advanced Intelligent SystemsON-GOING RESEARCH INTERNATIONAL PROJECTS
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
77
Advanced Intelligent SystemsON-GOING RESEARCH INTERNATIONAL PROJECTS
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
79
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
80
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
81
Inmaculada Lorente Gómez
Técnico del departamento Sistemas Inteligentes Anvazados
ITENE
¡ Muchas gracias por vuestra atención !