Obiettivi formativi
Conoscenze e capacità di comprendere
Al termine dell'insegnamento, lo studente conoscerà le principali proprietà dei materiali non metallici per il packaging.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente sarà grado di di operare scelte consapevoli nella selezione delle numerose opzioni di packaging oggi disponibili. Grazie alle attività di laboratorio, lo studente sarà in grado di utilizzare le conoscenze acquisite per analizzare ed elaborare dati numerici, per sostenere le relative scelte decisionali.
Autonomia di giudizio:
Al superamento dell’esame lo studente avrà sviluppato la capacità di valutare criticamente i dati analitici del comportamento meccanico di un materiale per prevederne il comportamento in opera, così come la capacità di interpretare i dati dei controlli di accettazione di un materiale da utilizzare.
Capacità comunicative:
Al superamento dell’esame lo studente avrà maturato una adeguata proprietà di linguaggio per quanto attiene la terminologia tecnica specifica dell’insegnamento.
Capacità di apprendimento:
Lo studente al termine dell'insegnamento sarà in grado di approfondire le proprie conoscenze in materia di materiali per il confezionamento alimentare, attraverso la consultazione autonoma di testi specialistici, riviste scientifiche o divulgative, anche al di fuori degli argomenti trattati strettamente a lezione.
Prerequisiti
Conoscenze di Chimica e di Scienza dei Materiali sono utili basi per una proficua gestione del corso.
Contenuti dell'insegnamento
INTRODUZIONE. Terminologia. Finalità e caratteristiche dell'operazione di condizionamento.
PROPRIETÀ CHIMICHE. Struttura chimica, caratteristiche e resistenza dei materiali.
PROPRIETÀ FISICHE. Proprietà termiche. Proprietà ottiche. Il comportamento di un materiale ad una radiazione ionizzante. Il comportamento di un materiale all'irraggiamento con microonde. Proprietà meccaniche.
I MATERIALI DI CONFEZIONAMENTO. Il vetro. Le materie plastiche. I materiali cellulosici. Carta e cartone.
Programma esteso
Terminologia. Finalità e caratteristiche del packaging: Contenimento, Protezione, Comunicazione. Proprietà chimiche dei materiali di packaging. Struttura chimica e caratteristiche dei materiali. Costituenti atomici. Legami tra atomi. Legami molecolari. Organizzazione molecolare. Proprietà chimiche di interesse per i materiali di packaging. Resistenza agli oli e ai grassi. Resistenza allo stress cracking. Comportamento alla combustione. Biodegradabilità, biodeterioramento, biotossicità, formazione di biofilm. Proprietà fisiche dei materiali di packaging: proprietà di superficie, termiche, meccaniche ed elettromagnetiche . Proprietà di superficie. Tensione superficiale, bagnabilità e adesività. Metodi di misura delle proprietà di superficie. Relazione tra angolo di contatto ed energia superficiale. Modificazione dell’energia superficiale. Proprietà termiche. Conducibilità termica. Capacità termica e calore specifico. Coefficienti di dilatazione termica. Intervallo utile di temperatura (intervallo di impiego) . Potere calorifico e contenuto energetico. Temperature di transizione. Proprietà meccaniche. Resistenza allo scorrimento (frizione). Resistenza meccanica. Proprietà relative a sollecitazioni dinamiche. Proprietà ammortizzanti (cushioning properties). Proprietà elettromagnetiche. Interazioni tra radiazioni elettromagnetiche e materia . Proprietà elettromagnetiche dei materiali di packaging nelle regioni dell’ultravioletto e del visibile. Comportamento di un materiale sottoposto a radiazione ionizzante. Comportamento di un materiale irraggiato con microonde. Densità e proprietà relative. Densità. Grammatura. Vetro e imballaggio in vetro. Struttura chimica del vetro . Produzione del vetro . Proprietà fisiche e chimiche del vetro. Proprietà meccaniche . Proprietà termiche . Proprietà ottiche . Reattività chimica. Tecnologie di produzione dei contenitori di vetro . Tecnica presso-soffio . Tecnica soffio-soffio. Ricottura (annealing). Controllo di qualità. Tecniche di rafforzamento dei contenitori di vetro . Ceramiche e altre terrecotte. Metalli e imballaggio metallico. Alluminio .Produzione e caratteristiche delle leghe di alluminio . Tecnologie di produzione dei manufatti di alluminio .Banda stagnata e altri acciai rivestiti . Produzione degli acciai e loro caratteristiche. Struttura, proprietà e produzione della banda stagnata . Struttura, proprietà e produzione della banda cromata . Altri acciai rivestiti . Acciai inossidabili . Contenitori di metallo . Tubetti deformabili . Contenitori per aerosol . Kegs (barilotti) in acciaio inossidabile . Fusti e barili . Barattoli e scatole metalliche . Rivestimenti protettivi interni . Corrosione dei metalli . Materiali e imballaggi cellulosici . Struttura morfologica delle fibre cellulosiche. Struttura chimica delle fibre cellulosiche. Lignina . Emicellulose. Cellulosa .Carta e cartone. Materie prime per la produzione di carta e cartone. Tecnologie di produzione. Additivi impiegati nella produzione di carte e cartoni. Carte speciali . Proprietà della carta. Cartone ondulato. Cartone teso. Cartoncino patinato . Cellulosa modellata. Polpa di cellulosa . Cellophane. Cellulosa rigenerata . Buste e sacchetti di carta .Astucci pieghevoli. Scatole di cartone ondulato .Materiali e imballaggi plastici. Struttura e proprietà delle materie plastiche. Natura delle materie prime. Meccanismo di polimerizzazione. Tatticità. Peso molecolare. Comportamento al calore. Temperatura di transizione vetrosa. Morfologia. Organizzazione strutturale. Miscele polimeriche (blends) e leghe polimeriche (alloys). Modificazioni strutturali delle materie plastiche. Orientazione . Termoretraibilità . Principali polimeri impiegati nel packaging alimentare. Polimeri più diffusi . Polimeri saldanti . Polimeri a elevata barriera ai gas. Polimeri meno comuni. Simboli e abbreviazioni dei polimeri e di alcune loro caratteristiche. Materiali di confezionamento e imballaggi di plastica . Additivi delle materie plastiche. Film o pellicole. Vaschette e corpi cavi stampati a iniezione. Vaschette e corpi cavi termoformati. Bottiglie e flaconi di plastica. Materie plastiche espanse.
Bibliografia
Testo consigliato:
Luciano Piergiovanni, Sara Limbo "Food packaging. Materiali, tecnologie e qualità degli alimenti". Springer-Verlag Italia, 2010.
Testi di approfondimento:
G. L. Robertson “Food Packaging ans Shelf life: A practical Guide”. CRC Press / Taylor & Francis Group, 2009.
Coloro che volessero approfondire meglio le caratteristiche delle trasformazioni che le tecnologie digitali stanno inducendo o possono indurre nei processi comunicativi e formativi al fine di migliorare la qualità degli apprendimenti, nonché integrare le tecnologie nella formazione degli insegnanti sia iniziale, nei diversi percorsi universitari, sia continua, possono consultare i seguenti testi:
A. Poce, “Tecnologia critica, creatività e didattica della scienza”
L. Messina, M. De Rossi “Tecnologie, formazione e didattica”
Marzano, “Didattica e tecnologie digitali. Metodologie, strumenti, percorsi”
Metodi didattici
L’insegnamento prevede:
(i) Lezioni frontali in classe avvalendosi della proiezione di lucidi; il materiale didattico verrà fornito all’inizio dell’insegnamento sulla piattaforma “Elly” (http://elly.dia.unipr.it);
(ii) Esercitazioni di laboratorio sulla caratterizzazione dei materiali oggetto di studio;
(iii) visite di istruzione presso aziende del territorio per la lavorazione dei materiali oggetto di studio.
Le attività di laboratorio verranno presentate in report scritti (gruppi di 2/3 studenti) che saranno discussi in aula durante l’insegnamento.
Modalità verifica apprendimento
Esame scritto che consiste di 5 domande aperte a ciascuna delle quali vengono attribuiti fino a 6 punti. La prova, della durata di due ore, si intende superata con voto almeno di 18/30.
Il voto preso in questo modulo, assieme al voto dello scritto del modulo 1 e al voto di una presentazione orale su un tema di approfondimento a piacere, permetteranno di arrivare al voto finale.
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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