L'applicazione del PP nell'industria alimentare

Il PP (polipropilene) è un polimero termoplastico ampiamente utilizzato nell'industria alimentare. Grazie all'eccellente stabilità chimica, alla resistenza alle alte temperature, alla buona lavorabilità e alle caratteristiche di sicurezza e protezione ambientale, è diventato una scelta importante per i materiali a contatto con gli alimenti. Le sue applicazioni spaziano in molteplici settori, come l'imballaggio alimentare, la produzione di elettrodomestici e le apparecchiature ausiliarie, e soddisfa gli standard di sicurezza per il contatto con gli alimenti della maggior parte dei paesi e delle regioni del mondo (come la norma cinese GB 4806.7, la norma UE n. 10/2011 e la FDA statunitense). Non contiene sostanze nocive come il bisfenolo A (BPA) e la sua sicurezza è stata verificata da tempo.

1、 Vantaggio fondamentale: adattamento alle caratteristiche chiave dell'industria alimentare

Il PP può essere diffuso nell'industria alimentare grazie alle sue caratteristiche altamente compatibili con le esigenze di conservazione, lavorazione e trasporto degli alimenti

Eccezionale resistenza alle alte temperature: il PP ha un punto di fusione di circa 160-170 °C e può resistere ad ambienti ad alte temperature di 100-120 °C. Può essere utilizzato direttamente per contenere alimenti caldi (come riso appena cotto o zuppa calda) e può anche essere adattato per la pastorizzazione e la disinfezione a vapore nella lavorazione alimentare. Può anche essere riscaldato in un forno a microonde (scegliere prodotti in PP etichettati come adatti al microonde per evitare di aggiungere plastificanti al PP modificato), risolvendo il problema della deformazione della maggior parte delle materie plastiche e del rilascio di sostanze nocive quando esposte al calore.

Elevata stabilità chimica: il PP ha un'eccellente tolleranza ad acidi, alcali, sali e alla maggior parte dei solventi organici (come i comuni condimenti alimentari come olio commestibile, aceto, salsa di soia, ecc.), non subisce reazioni chimiche con gli ingredienti alimentari e non dissolve né rilascia sostanze a piccole molecole a causa del contatto con oli e salse. Può mantenere a lungo il sapore e la qualità degli alimenti, particolarmente adatto per il confezionamento e la conservazione di alimenti oleosi e acidi.

Elevata flessibilità di lavorazione: il PP può essere trasformato in diverse forme di prodotto attraverso vari processi come stampaggio a iniezione, soffiaggio, estrusione e termoformatura, da film e contenitori a tubi e piastre. Dopo lo stampaggio, i prodotti presentano un'ottima tenacità, un'elevata resistenza agli urti e non si rompono facilmente (come i contenitori per il pranzo in PP, che hanno meno probabilità di rompersi in caso di caduta, il che è meglio dei fragili contenitori per il pranzo in PS (polistirene)).

Ecologico e riciclabile: il PP appartiene alle plastiche riciclabili (contrassegnate con "No. 5" per il riciclaggio), che possono essere riprocessate in prodotti di qualità alimentare o non alimentare dopo il riciclaggio (ad esempio, il PP riciclato può essere utilizzato per realizzare contenitori per alimenti), in linea con l'attuale tendenza ambientale di "riduzione delle emissioni di plastica e di carbonio" nell'industria alimentare. Alcuni PP di origine biologica (prodotti da amido vegetale) possono ridurre ulteriormente la dipendenza dalle risorse fossili.

2、 Principali scenari applicativi: Copertura completa della catena dal confezionamento agli utensili

（1） Imballaggio alimentare: l'area di applicazione principale con la percentuale più alta

Le forme di applicazione del PP negli imballaggi alimentari sono molteplici e coprono le esigenze di stoccaggio e vendita, dagli alimenti freschi primari agli alimenti profondamente trasformati:

Imballaggio in pellicola: pellicola in PP realizzata tramite tecnologia di estrusione (come la pellicola in polipropilene cast CPP e la pellicola in polipropilene biorientato BOPP), che combina trasparenza e proprietà barriera. Tra queste, la pellicola BOPP è spesso utilizzata come strato esterno per l'imballaggio di biscotti, patatine e cioccolato grazie alla sua elevata resistenza e alla buona lucentezza dopo l'allungamento. Viene abbinata a uno strato interno di pellicola in PE (polietilene) per migliorare la tenuta e prolungare la durata di conservazione degli alimenti; la pellicola in CPP è morbida e resistente al calore, adatta al contatto diretto con gli alimenti, come pellicola per avvolgere pane e cibi cotti, o combinata con un foglio di alluminio per realizzare sacchetti per la cottura a vapore (utilizzati per il confezionamento di cereali vari e piatti pronti, possono essere bolliti e riscaldati direttamente).

Contenitori rigidi: i contenitori in PP prodotti tramite stampaggio a iniezione o soffiaggio sono contenitori comuni per la conservazione e la vendita di alimenti. Ad esempio, le comuni scatole per la conservazione degli alimenti nei supermercati (riscaldabili a microonde, adatte per conservare avanzi e frutta a casa), le bottiglie di salsa (come le bottiglie a bocca larga di salsa Douban e condimenti per insalata, resistenti alla corrosione e facili da versare), i fusti per olio commestibile (fusti per olio in PP in contenitori da 5-20 litri, più resistenti alle temperature rispetto ai tradizionali fusti per olio in PET, meno soggetti a fragilità in inverno), nonché i vasetti monouso per yogurt e gelatine (leggeri ed economici, adatti alla produzione di massa).

Imballaggi per il trasporto e la movimentazione: le scatole e i vassoi per il trasporto di alimenti in PP sono adatti al trasporto a catena del freddo di alimenti freschi e surgelati grazie alla loro elevata robustezza, resistenza agli urti e alle basse temperature (possono essere utilizzati in ambienti fino a -20 °C). Possono essere riutilizzati più volte e non si danneggiano facilmente. Inoltre, i sacchetti in tessuto PP (rivestiti con pellicola in PE) vengono utilizzati per il confezionamento di alimenti sfusi come riso, farina e cereali vari. Hanno una migliore resistenza all'umidità rispetto ai tradizionali sacchetti in tessuto e sono leggeri e facili da trasportare.

(2) Attrezzature a contatto con gli alimenti: adattamento completo della scena dall'uso domestico a quello commerciale

Il PP, grazie alla sua elevata resistenza alle temperature e alle sue proprietà di facile pulizia, è ampiamente utilizzato nella produzione di utensili durante la lavorazione e il consumo degli alimenti

Elettrodomestici: i comuni contenitori per il pranzo al microonde, i rivestimenti per cuociriso (rivestiti in PP), i coperchi salvafreschezza, i cestelli per il filtro dell'acqua da cucina, le bacchette, ecc. sono tutti realizzati in PP come materia prima. Tra questi, il contenitore per il pranzo in PP per forni a microonde deve essere sottoposto a una modifica di copolimerizzazione casuale per migliorare la stabilità alle alte temperature ed evitare deformazioni durante il riscaldamento; le bacchette in PP sono diventate una scelta comune per le famiglie grazie alla loro resistenza alla muffa (migliore rispetto alle bacchette di legno) e alla facilità di pulizia.

Apparecchiature commerciali: contenitori monouso in PP per pasti, ciotole per zuppa, cannucce (in sostituzione delle tradizionali cannucce in PS, più resistenti al calore e meno soggette a deformazioni) nel settore della ristorazione, nonché tubazioni di trasporto in PP, serbatoi di stoccaggio, filtri, ecc. negli impianti di trasformazione alimentare. Ad esempio, i tubi di trasporto in PP possono essere utilizzati per trasportare alimenti fluidi come succhi e salse, senza contaminarli a causa del contatto prolungato; i filtri in PP possono essere utilizzati per setacciare farina e zucchero in polvere, essendo resistenti all'usura e facili da pulire.

Stoviglie per neonati e bambini piccoli: grazie all'elevata sicurezza, il PP è anche il materiale principale per le ciotole per neonati e bambini piccoli e per gli accessori per biberon (come cannucce e basi per tettarelle). Alcuni tipi di PP modificati (come il PP resistente agli urti) possono essere utilizzati anche per realizzare stoviglie per neonati e bambini piccoli, resistenti alle cadute e prive di sostanze nocive, conformi ai rigorosi standard di sicurezza per i prodotti per neonati e bambini piccoli.

(3) Altre applicazioni speciali: adattate per soddisfare le esigenze segmentate della lavorazione alimentare

Nella fase di lavorazione degli alimenti, il PP viene utilizzato anche per alcune attrezzature e materiali ausiliari:

Guarnizioni e guarnizioni per uso alimentare: le guarnizioni di tenuta in PP possono essere utilizzate per sigillare serbatoi per la conservazione degli alimenti e tappi di bottiglie per evitare perdite di cibo o umidità; in imballaggi come lattine e barattoli, le guarnizioni in PP possono resistere ad alte temperature durante il processo di sterilizzazione e mantenere le prestazioni di tenuta.

Stampi per alimenti con stampa 3D: alcuni materiali PP per uso alimentare possono essere trasformati in stampi personalizzati tramite stampa 3D, utilizzati per stampi per biscotti, stampi per cioccolato, ecc. nell'industria dolciaria. La lavorazione è flessibile e può soddisfare le esigenze di personalizzazione di piccoli lotti. Allo stesso tempo, può resistere alle temperature medie e basse dei forni (inferiori a circa 150 °C).

3、 Sfide attuali e tendenze di sviluppo

（1） Sfide principali

Insufficiente tenacità a bassa temperatura: il PP comune è soggetto a fragilità in ambienti a basse temperature (ad esempio sotto i -10 °C), il che può influire sulla durata di scatole e contenitori per il trasporto a freddo. È necessario modificarlo aggiungendo agenti tenaci (come la gomma ternaria etilene-propilene EPDM) per migliorare le prestazioni a bassa temperatura.

Proprietà barriera limitate: il PP ha proprietà barriera all'ossigeno e all'anidride carbonica inferiori rispetto al PET (polietilene tereftalato) e all'EVOH (copolimero di etilene vinil alcol). Quando utilizzato da solo per alimenti ad alta freschezza (come carne e pesce freschi), deve essere miscelato con altri materiali ad alta barriera (come fogli di alluminio e film sottile di EVOH), il che aumenta i costi di produzione.

Controllo della purezza del riciclo: il PP riciclato richiede un rigoroso controllo del contenuto di impurità (ad esempio, evitando la miscelazione con altre materie plastiche e macchie d'olio) per garantirne il riutilizzo nel settore del contatto alimentare. Attualmente, il tasso globale di riciclo del PP riciclato per uso alimentare deve ancora essere migliorato.

（2） Tendenze di sviluppo

Ricerca e sviluppo di PP modificato ad alte prestazioni: aggiungendo nanoparticelle (come la montmorillonite) e materiali di origine biologica, vengono sviluppati PP ad alta barriera e PP resistente alle bassissime temperature per ridurre la dipendenza dagli imballaggi compositi; allo stesso tempo, la ricerca e lo sviluppo di PP biodegradabile (ad esempio aggiungendo amido, PBAT e altri componenti di degradazione) possono ridurre ulteriormente l'impatto ambientale.

Soluzione di imballaggio integrata: combinando la flessibilità di lavorazione del PP, sviluppiamo prodotti integrati per il riscaldamento e l'imballaggio di alimenti, come verdure preconfezionate in PP che possono essere riscaldate direttamente nel microonde, riducendo gli strati di imballaggio e migliorando la comodità per il consumatore.

Utilizzo di alto valore del PP riciclato: con l'inasprimento delle politiche ambientali, le aziende alimentari stanno promuovendo il modello di riciclaggio a ciclo chiuso, che ricicla e purifica gli imballaggi alimentari in PP di scarto trasformandoli in contenitori per alimenti (come le scatole di conservazione in PP riciclato) per ottenere il riciclaggio delle risorse.

In sintesi, il PP è diventato un materiale indispensabile nell'industria alimentare grazie ai suoi principali vantaggi in termini di sicurezza, resistenza alle alte temperature e facilità di lavorazione. I suoi scenari applicativi sono in continua espansione, grazie alle tecnologie di modifica dei materiali e alle esigenze di tutela ambientale. In futuro, all'insegna della sicurezza, della funzionalità e dell'ecosostenibilità, il PP consoliderà ulteriormente la sua importante posizione nell'industria alimentare.