Alimentos y Biotecnología.
Junio 2014
Desarrollo de Envases más Sustentables para productos cárnicosL2 (I+D Aplicada)
Génesis del proyecto
Noviembre de 2011
FALTAN ENVASES MÁS SUSTENTABLES
• Identificación de oportunidades que requieran de I+D+i
• Externalización total o parcial de la I+D+i
• No comprometer su negocio principal
• Minimizar riesgos y pérdidas
Génesis del proyecto
Génesis del proyecto
Bandejas de PSE:• Livianas• Utilizan poco poliestireno (aire)• Bajo costo directo• No son de un material barrera• PSE funciona como
aislante, impidiendo que la temperatura baje
• Es muy difícil reciclar
• Mayores riesgos en la pérdida de producto• Cada local de supermercado debe envasar• La disposición del material es en relleno sanitario
Equipo del Proyecto
Objetivo Inicial
Desarrollar nuevos envases para carnes frescas reemplazando el material más utilizado
(PSE), conservando la calidad, la vida útil del alimento, el costo global y que sea más amigable
con el medio ambiente
+ +
Ejecución del proyecto
Jul Ago Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May
2012 2013 2014
Resultados
Concurso Prospección Tecnológica Pruebas de vida útil
ResultadosDesarrollo de pruebas de concepto y análisis técnico económico Extensión proyecto
Difusión
Idea: noviembre 2011
Reuniones periódicas
Supermercados
Costo de la nueva solución TIENE que ser menor que el
tradicional
Objetivo
• INICIAL: desarrollar nuevos envases para carnes frescas reemplazando el material más utilizado (PSE), conservando la calidad, la vida útil del alimento, el costo global y que sea más amigable con el medio ambiente.
• FINAL: desarrollar nuevos envases para carnes frescas reemplazando el material más utilizado (PSE), conservando la calidad, mejorando la vida útil del alimento y el costo global, y que sea más amigable con el medio ambiente.
Objetivo
• INICIAL: desarrollar nuevos envases para carnes frescas reemplazando el material más utilizado (PSE), conservando la calidad, la vida útil del alimento, el costo global y que sea más amigable con el medio ambiente.
• FINAL: desarrollar nuevos envases para carnes frescas reemplazando el material más utilizado (PSE), conservando la calidad, mejorando la vida útil del alimento y el costo global, y que sea más amigable con el medio ambiente
“MEJORANDO” la vida útil y el costo global
Enfoque Final
• Envase 100% monomaterial, reciclado y reciclable
• Uso de tecnología MAP para extender vida útil y centralizar producción
• Foco en un solo producto para optimizar recursos (carne molida)
Enfoque Final
Sistema Actual
Sistema Propuesto
x N localesx 1
Desarrollo del Proyecto
• Evaluación Económica
• Cálculo de Ventas
• Costos Situación Actual
• Costos Situación Propuesta
• Análisis de Sensibilidad
• Prototipaje
• Prospección de materiales
• Prospección de tecnologías y equipos
• Diseño de bandeja y matricería
• Envasado MAP
• Pruebas
• Resultados
Desarrollo del Proyecto
• Evaluación Económica
• Cálculo de Ventas
• Costos Situación Actual
• Costos Situación Propuesta
• Análisis de Sensibilidad
• Prototipaje
• Prospección de materiales
• Prospección de tecnologías y equipos
• Diseño de bandeja y matricería
• Envasado MAP
• Pruebas
• Resultados
Cálculo de Ventas
• Estimación de ventas totales de un supermercado.
• Estimación de la participación de carne molida en ventas totales.
• División de las ventas anuales en trimestres con datos de retail
Año 2014 2015 2016 2017 2018
Proyección de carne bovina molida [ton] 1.306 1.541 1.680 1.832 1.998
Costos Situación Actual
Ítem Unidades Precio por bandeja
Bandeja PSE 3 Bandejas/Kg
Film 40 cm/Bandeja
Pañal 1/Bandeja
Etiqueta 1/Bandeja
Transporte Carne $/Kg
Transporte Insumos $/Bandeja
Mano de Obra 15 min/Kg
Energía 190 watts hora/Bandeja
Merma 1%
Total
Por Kg de carne
Este análisis no considera el costo por espacio físico para carnicería en locales.
Distribución de costos PSE (350gr)
Bandejas 5%
Film 1%
Pañal 3%
Etiquetas 4%
Transporte Bandejas 2%
Transporte Carne 5%
Energía Frigorifico 1%
Energía Góndola 5%
Energía Maquina Moledora
0%
Mano de Obra 69%
Mantención Moledoras 0%
Carne Perdida 5%
Este análisis no considera el costo por espacio físico para carnicería en locales.
Costo Situación Propuesta
Ítem Unidades Envases PET(250gr)
Envase PET (500gr)
Bandejas Bandejas/Kg
Film cm/Bandeja
Pañal 1/Bandeja
Papel 1/Bandeja
Etiqueta 1/Bandeja
Gases MAP cm3//Bandeja
Transporte Envases/Camión
Energía KW*Hora/Bandeja
Mano de Obra HH/Bandeja
Merma %
Servicio Maquila $/Bandeja
Costo por Envase
Por Kg de Carne
Este análisis no considera el ahorro por espacio físico para carnicería en locales
Distribución de costos Proyecto
Supermercado
Empresa Maquila
Envases PET24%
Papel3%
Film PET5%
Etiquetas3%
Gases MAP2%
Transporte Supermercado
9%
Energía Frigorifico
1%
Energía Góndola4%
Mano de Obra Reposición
6%
Carne Perdida2%
Mano de Obra2%
Mantención Línea de Producción
2%
Costo Oportunidad Instalaciones
6%
Amortización Línea de Producción
7%
Costo instalación1%
Margen23%
Otros40%
Comparación de precios
• Solución propuesta de 250 gr es un 3% más barata que la situación actual
• Solución propuesta de 500 gr es un 37% más barata que la situación actual
VAN de las tecnologías por cantidad envasada
3.000
3.500
4.000
4.500
5.000
5.500
6.000
6.500
250 300 350 400 450 500
VA
N d
el P
roye
cto
(m
illo
ne
s d
e P
eso
s)
Carne Molida por Envase (gramos)
PSE
PET
Análisis de Sensibilidad
• Precio del Envase
• Precio del Film
• Costos de Mano de Obra
0
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
-60
%
-40
%
-20
%
0%
20
%
40
%
60
%
80
%
10
0%
12
0%
14
0%
16
0%
18
0%
20
0%
22
0%
24
0%
26
0%
VA
NM
illo
ne
sd
e P
eso
sVAN vs %Variación Precio Bandejas
Sin Proyecto Con Proyecto
0
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000-6
0%
-40
%
-20
%
0%
20
%
40
%
60
%
80
%
10
0%
12
0%
14
0%
16
0%
18
0%
20
0%
22
0%
24
0%
26
0%
28
0%
30
0%
32
0%
34
0%
36
0%
38
0%
40
0%
VA
N M
illo
ne
sd
e P
eso
sVAN vs %Variación Precio Film
Sin Proyecto Con Proyecto
0
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
VA
N M
illo
ne
sd
e P
eso
s
% Crecimiento Anual
VAN vs %Crecimiento Costo Mano de Obra
Sin Proyecto Con Proyecto
Uso de Mano de Obra
0
50
100
150
200
250
300
350
N°
de
Em
ple
ado
sEq
uiv
ale
nte
s
Sin Proyecto Con Proyecto
Reducción al 11%
Desarrollo del Proyecto
• Evaluación Económica
• Cálculo de Ventas
• Costos Situación Actual
• Costos Situación Propuesta
• Análisis de Sensibilidad
• Prototipaje
• Prospección de materiales
• Prospección de tecnologías y equipos
• Diseño de bandeja y matricería
• Envasado MAP
• Pruebas
• Resultados
Desarrollo del Proyecto
• Evaluación Económica
• Cálculo de Ventas
• Costos Situación Actual
• Costos Situación Propuesta
• Análisis de Sensibilidad
• Prototipaje
• Prospección de materiales
• Prospección de tecnologías y equipos
• Diseño de bandeja y matricería
• Envasado MAP
• Pruebas
• Resultados
Desarrollo del Proyecto
• Evaluación Económica
• Cálculo de Ventas
• Costos Situación Actual
• Costos Situación Propuesta
• Análisis de Sensibilidad
• Prototipaje
• Prospección de materiales
• Prospección de tecnologías y equipos
• Diseño de bandeja y matricería
• Envasado MAP
• Pruebas
• Resultados
Prototipaje
• Prospección de materiales
• Normativa que regula los materiales para envasado de alimentos (USA, Europa, Mercosur)
• Materiales para envasado de alimentos
• Materiales para envasado de productos cárnicos
• Tendencias
• Proveedores de materiales y envases
Prototipaje
• Prospección de materiales
• Conclusión rPET
Prototipaje
• Prospección de materiales
• Conclusión rPET
• Sistema de reciclaje bien desarrollado• Mejor transparencia
Prototipaje
• Prospección de tecnologías y equipos
• Tipos de envasado: al vacío, skin, activos, MAP
• Proveedores de equipos
• Prototipaje
• Escalamiento
Prototipaje
• Diseño de bandejas
Prototipaje
• Bandeja y matriz seleccionada
Prototipaje
• Bandeja y matriz seleccionada
Prototipaje
• Equipo seleccionado
Prototipaje
Envasado
Carne a 0°C fue molida y envasada bajo atmósfera modificada. Muestras se almacenaron a temperaturas reguladas a 0°C, 4°C y 7°C.
Prototipaje
Envasado
Estudio de Vida Útil Envasado MAP
Se evaluó el producto envasado en MAP durante 14 días a 3 temperaturas diferentes (0, 4 y 7°C).
Se realizaron evaluaciones sensoriales y microbiológicas.
Se utilizó un modelo matemático para determinar la vida útil en una escala de temperatura entre 0 y 7 °, considerando lo establecido por el reglamento sanitario.
Estudio de Vida Útil Envasado MAP
Semana 1 Semana 2
Microbiológicos 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
RAM X X X X X X X X X
Salmonella X
Listeria M. X
Coliformes Totales X
Clostridium perfringens X
Químicos
Grasa X
Peróxidos X X X X X
pH X X X X X
Sensoriales
Panel organoléptico X X X X X X X X X
Físicos
T° X X X X X X X X X X X X X X X
Gases X X X X X X X X XColor-Olor-Textura
Diseño Experimental Estudio de Vida Útil
Estudio de vida útil a diferentes temperaturas
Fotos de muestras de envasado MAP almacenadas a distintas temperaturas
Ficha Evaluación Sensorial
0
2
4
6
8
10
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Tem
pe
ratu
ra (
°C)
Días
Refrigerador 0°C Refrigerador 4°C refrigerador 7°C
0
20
40
60
80
0 2 3 4 7 8 9
10
11
14
% D
ióxi
do
de
car
bo
no
Días
Refrigerador 0°C Refrigerador 4°C refrigerador 7°C
0
50
100
0 2 3 4 7 8 9
10
11
14
% O
xíge
no
Días
Refrigerador 0°C Refrigerador 4°C
refrigerador 7°C
Estudio de Vida Útil Envasado MAP
Evaluación de parámetros Temperatura, CO2 y O2 en el tiempo
CO2 O2
Temperatura
Temperatura (°C) Vida útil (Días)
-1 9,5
0 7,9
1 6,6
2 5,5
3 4,6
4 3,8
5 3,2
6 2,7
7 2,2
Resultados de estudio de vida útil a diferentes T° y límites de RAM del RSA
RAM 106
Según RSA la carne fresca corresponde a un plan de muestreo de 3 clases:
• Aceptable: 5 Muestras de un batch < 106.
• Medianamente aceptable: 3 de 5 muestras <106.
• Rechazable: Valores > 107.
Si un sistema de almacenamiento de productos cárnicos se encuentra como máximo a 2°C, y se toman 5 muestras de una mismo lote, se puede asegurar el
RAM medio de estas 5 muestras, es inferior o igual a 106 al día 5,5.
Resultados y conclusiones
La vida útil sensorial a 0,5°C fue de 11 días, siendo el color el parámetro crítico. En contraste con 7 días en base a la calidad microbiológica estimada según modelo matemático a la misma temperatura. Por lo tanto la vida útil microbiológica prima por sobre la vida útil sensorial (se adjuntan resultados de los análisis de laboratorio)
Es esencial contar con un buen manejo de la cadena de frío, esto quiere decir, que se mantengan temperaturas entre 0°C y 2°C. Si la temperatura tiende a estar fuera de este rango, la atmósfera modificada perderá efectividad para extender la vida útil de cualquier alimento.
Ventajas
Mayor eficiencia de la mano de obra.
Menor costo: 37% menor que la situación actual
Se reduce la manipulación del alimento.
Facilidad de trabajar con estándares de planta de procesos.
Reducción de puntos críticos de control al centralizarse las operaciones.
Menores mermas por mayor vida útil del producto.
Abastecimiento a locales de formato pequeño sin carnicería.
Mejor inocuidad del producto final.
Desarrollo del Proyecto
• Evaluación Económica
• Cálculo de Ventas
• Costos Situación Actual
• Costos Situación Propuesta
• Análisis de Sensibilidad
• Prototipaje
• Prospección de materiales
• Prospección de tecnologías y equipos
• Diseño de bandeja y matricería
• Envasado MAP
• Pruebas
• Resultados
Desarrollo del Proyecto
• Evaluación Económica
• Cálculo de Ventas
• Costos Situación Actual
• Costos Situación Propuesta
• Análisis de Sensibilidad
• Prototipaje
• Prospección de materiales
• Prospección de tecnologías y equipos
• Diseño de bandeja y matricería
• Envasado MAP
• Pruebas
• Resultados
Agradecimientos
Pasos a Seguir
Realizar escalamiento comercial: postulación L4 INNOVA
Ajustes al prototipaje (disminuir RAM inicial, manejo de cadena de frio, gases, otros)
Evaluar otros productos a fines (carne en cortes, pollo, pavo, otros)
¿Para qué?
Acompañar a las empresas del sector en los procesos de I+D+i
Impulsar la I+D+i aplicada en las empresas cuando la articulación es un factor relevante
Queremos que:
• Las empresas aumenten su valor a través de la innovación
• No descuiden su negocio eviten fallas y mayores costos en la implementación
Alimentos y Biotecnología.
Junio 2014
Desarrollo de Envases más Sustentables para productos cárnicosL2 (I+D Aplicada)
Gabriel Leyton Buccicardi
Director Vida Útil y Alimentos Saludables