Tesis por compendio / [EN] The main objective of this thesis is to provide knowledge about the influence of nanomaterials as additives for food packaging purposes. Their influence on final packaging performance and also on the environmental impact of the whole packaging & product system, waste management once the packaging is empty. Besides, the environmental impacts not only considering global environmental impacts but ecotoxicity effects are analysed when nanomaterials are incorporated as additives for packaging. The common link between the research articles is according to the main objective intended of this thesis. This objective is to provide novel data and specific research work and results regarding nanomaterials on their application to packaging from different perspectives; functional but mainly environmental. The research activities carried out and detailed in each one of the published papers aim at providing valuable scientific contribution to such ambitious objective commented. Thus, it was considered a key starting point to carry out an exhaustive analysis of the State-of-the-Art on nanomaterials and their applications to food packaging. Due to the huge diversity of existing nanomaterials and that they can be applied not only to the package but to the food product, the analysis was made considering the final properties improvement of the package compared to those only considering conventional materials. The analysis considered three main categories for the properties studied: Technical, active and intelligent. The qualitative evaluation results were grouped to identify the ones with the most relevant potential actual and future for food packaging. That was made applying Multicriteria Decision Analysis (MCDA). Although some constraints were identified, such as no availability of specific applications for some nanomaterials, case by case analysis demands, it could be concluded that those nanomaterials have had been focused on barrier properties improvement, microbial activity reduction, mechanical functionality, and water permeability minimisation. Among the more than 84 publications reviewed, it could be observed that the one with the highest application potential was calcium carbonate or the chitosan, due to their combination of active and improved properties. Besides, nanoclays (caolinite), carbon nanotubes/nanofibres, and nanobiocomposites based on bioplastics like PLA and PHB were in the first ranking positions of the MCDA. Nonetheless the good ranking carbon nanotubes/nanofibres, there are still great uncertainties due to their citotoxicity and the non-desired migration potential to the food product. Another interesting result was that metallic particles like ZnO, TiO2 and Ag were not in the first ranking positions of the MCDA carried out. The potential influence of the presence of nanomaterials in the packaging recycling process as well as their influence on the final recycled material properties were evaluated in the second paper. Combinations of three different film polymers (polyethylene (PE), polypropylene (PP) y polyethilenterephtalate (PET) reinforce with four different nanomaterials (nanoclays, calcium carbonate, zinc dioxide and nano silver) were anaylised. Tested combinations were: PE-nanoclay, PE-CaCO3, PP-Ag, PET-ZnO, PET-Ag, PET-nanoclay. The experimental recycling tests show that smells and degradation fumes appears in the processing of PET reinforced with nanoclay, as well as increasing number of pinholes when this polymer is reinforced with Ag. / [ES] La presente tesis tiene como objetivo principal conocer la repercusión que la aplicación de nanomateriales como aditivos puede tener sobre las propiedades de los envases en los que se aplican, sobre los impactos ambientales del sistema de envase, así como en la gestión de los residuos generados una vez se han consumido los productos contenidos. Consecuencia de la investigación realizada en el marco de esta tesis, se han preparado tres artículos científicos que se adjuntan como anejos en su totalidad. El primero de ellos, se publicó en la revista ¿Packaging Technology and Science¿, el segundo en la revista ¿Waste Management¿ y el tercero en la revista ¿Journal of Cleaner Production¿. La selección de las revistas se realizó en base a la temática de cada artículo. El nexo de los artículos refleja de forma fiel los objetivos pretendidos en la tesis. Así, se consideró un buen punto de partida realizar un exhaustivo análisis del estado del arte de los nanomateriales empleados en envase alimentario. Debido a la enorme variedad de nanomateriales, y al hecho que pueden ser utilizados en algunos casos, tanto en el propio envase como sobre el propio producto contenido, el análisis se abordó desde el punto de vista de las propiedades mejoradas respecto a los materiales convencionales. El estudio, se basó en la valoración cualitativa de las propiedades mejoradas clasificadas en tres grupos: propiedades técnicas, activas e inteligentes. A pesar de las limitaciones observadas, tales como la ausencia de aplicaciones concretas para algunos nanomateriales, y la necesidad de análisis caso por caso, pudo concluirse que dichos materiales se han enfocado a la mejora de propiedades barrera, la reducción de la actividad microbiana, la mejora de las propiedades mecánicas y la reducción de la permeabilidad al agua. Las implicaciones derivadas de la presencia de nanomateriales en los procesos de reciclado de envases plásticos fueron evaluadas en el segundo trabajo. Se analizaron combinaciones de tres films plásticos polietileno (PE), polipropileno (PP) y polietiléntereftalato (PET) reforzados con cuatro nanomateriales diferentes (nanoarcilla, carbonato cálcico, óxido de zinc, y nanoplata). / [CA] La present tesi te com a principal objectiu conèixer la repercussió de la aplicació de nanomaterials com additius sobre les propietats finals d¿un envàs en la seua aplicació al sector alimentari, així com proporcionar les dades concretes del potencial de reciclat dels mateixos i els impactes ambientals en termes no únicament mediambientals, sinó també en relació amb la toxicitat que deriva de estes substancies. El nexe de unió dels articles manifesta de forma ferma els objectius proposats en la tesis, sent el objectiu final la aportació de dades i estudis concrets dins del camp dels nanomaterials aplicats a l¿envàs i la seua repercussió no sols funcional, sinó també i fonamentalment ambiental. Les investigacions plantejades i detallades en cadascú dels articles pretenen contribuir parcialment a un objectiu tan ambiciós com el que planteja aquest treball. Així mateix, es va considerar com a punt de partida portar a terme un exhaustiu anàlisis de l¿estat de l¿art dels nanomaterials incorporats en envasos per al sector alimentari. A causa de la varietat de nanomaterials, i pel fet de que en algunes ocasions es poden utilitzar tant en el envàs com sobre el propi producte contingut, el anàlisis es va afrontar des del punt de vista de les propietats millorades respecte als materials convencionals. La valoració qualitativa de les propietats millorades és va classificar en tres grups: propietats tècniques, actives e intel·ligents. Aquestes valoracions qualitatives es van agrupar posteriorment per a quantificar les propietats amb un major potencial actual i futur dels nanomaterials en el camp del envàs alimentari. Aquesta quantificació es va portar a terme mitjançant la tècnica de anàlisi multi criteri (MCDA en anglès). Malgrat les limitacions observades, com es la absència de aplicacions concretes per a alguns nanomaterials i la necessitat d¿analitzar cas per cas, si que es va poder concloure que els materials considerats en l¿anàlisi estaven enfocats a la millora de les propietats barrera, la reducció de l¿activitat microbiana, la millora de les propietats mecàniques i la reducció de la permeabilitat a l¿aigua. Entre els més de 84 materials referenciats, es va observar que els que presentaven un major potencial de aplicació eren el nanocarbonat càlcic o el quitosà, a causa de la possible combinació de propietats millorades i propietats actives. També de esta manera, les nanoargiles (caolinita), els nanotubs/nanofibres de carboni i els nanobiocomposites basats en bioplàstics com l¿Àcid Polilactic (PLA) i el polihidroxibutirat (PHB) figuren en els primers llocs de la llista de l¿anàlisi MCDA. Però malgrat la bona posició dels nanotubs/nanofibres de carboni, existeixen encara molts dubtes sobre la citoxicitat i la possibilitat de migració no desitjada cap al producte alimentari envasat. Com a resultat destacable del anàlisis, una gran part de les nanopartícules metàl·liques, tals com el ZnO, TiO2 i el Ag no van estar incloses entre els primers llocs de la llista de l¿anàlisi MCDA. Les limitacions derivades de la presència de nanomaterials en els processos de reciclat de envasos de plàstic van ser avaluades en el segon treball. Es van analitzar combinacions de tres films plàstics, polietilè (PE), polipropilè (PP) i polietilentereftalat (PET). Tots ells reforçats amb quatre nanomaterials diferents (nanoargila, carbonat càlcic, òxid de zinc, i nanoplata). Concretament, les combinacions testades van ser PE- nanoargila, PE-CaCO3, PP-Ag, PET-ZnO, PET-Ag, PET-nanoargila. / Sánchez Reig, MDC. (2015). Evaluación de los impactos ambientales derivados de nanomateriales aplicados al envase y embalaje [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48554 / TESIS / Compendio

Tesis

Micro- and nanoencapsulation have generated great interest over the last years in multiple fields. Particularly in the food industry, this technology presents potential applications for the development of smart packaging structures, as well as for the protection of sensitive ingredients and the production of novel healthy foods. Therefore, in this thesis, the development of different encapsulation structures of interest in the food area was carried out. Specifically, capsules were obtained through electrohydrodynamic processing, since this technology presents several advantages over other well-established encapsulation technologies. For instance, it does not require the use of high temperatures and encapsulation structures from some biopolymers can be attained by using aqueous solutions. Initially, microencapsulation for smart packaging applications was investigated. In this area novel heat management packaging structures were obtained through the encapsulation of phase change materials (PCMs) within different polymeric matrices. The morphology, thermal properties, molecular organization and thermal energy storage ability of these capsules were evaluated. Afterwards, the encapsulation of bioactive ingredients for functional food applications was studied. In this field, novel micro- and nanoencapsulation structures were initially obtained through electrospraying from food contact materials. Finally, a vitamin and an antioxidant were encapsulated within different hydrocolloid matrices through electrospraying. Capsules attained were characterized and compared to those obtained through other encapsulation techniques. Moreover, stability of the encapsulated bioactives was studied under adverse conditions. / Pérez Masiá, R. (2014). MICRO- AND NANOENCAPSULATION VIA ELECTRO-HYDRODYNAMIC PROCESSING OF INTEREST IN FOOD APPLICATIONS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/39341 / TESIS / Premios Extraordinarios de tesis doctorales

El presente documento propone el diseño de un sistema mecatrónico para el control de calidad de jamonadas al final de su línea de producción aplicando visión por computadora. El sistema diseñado se ubicará al final de la línea de producción de una empresa de embutidos peruana y abarca el ordenamiento de envases, el control de calidad a través de un sistema de visión por computadora y un sistema de clasificación encargado de rechazar los productos etiquetados como defectuosos según el algoritmo de visión. El ordenamiento de envases permitirá su disposición secuencial a lo largo de una faja transportadora y el giro de estos de manera que sea visible la cara libre de etiquetas. Un servomotor en la entrada separa los grupos de seis envases en dos filas de tres. Topes transversales disponen de los envases reordenándolos uno tras otro. Una cuña permite voltear el producto que es guiado al área de visión por topes longitudinales. La captura de la imagen ocurre a la llegada del envase al sistema de visión. Un sensor a la entrada activa el disparo de la cámara. Se realiza el preprocesamiento a la imagen y sobre esta se extraen las características de interés como el color, puntos presentes, mordeduras, o productos ausentes. Finalmente, un sensor de presencia ubicado en la etapa de rechazo envía la señal de control que en base al resultado del algoritmo de visión según la etiqueta que recibe el producto se dispone a retirarlo de la faja en caso sea considerado como defectuoso.

El presente trabajo de investigación plantea la puesta en marcha de un intraemprendimiento con operaciones en Lima Metropolitana y Callao para la producción y comercialización de envases de plástico reciclado para alimentos, como alternativa de solución para los altos índices de contaminación que existe en esta ciudad, donde se generan 886 toneladas de basura plástica al día, así como dar solución a una alta demanda disconforme de productos ecológicos, lo mismo que ha originado un incremento notable de los volúmenes de importación de dichos productos, solo en el año 2019 su crecimiento fue de 1654%, y a la vez proponer un modelo de negocio inclusivo para generar mayores ingresos a la canasta básica de más de 17 mil recicladores informales de Lima. Para su desarrollo se ha llevado a cabo estudios como son: Estudio de Investigación de Mercado, Estudio Económico y Estudio de Impacto Ambiental. Todos los estudios anteriormente mencionados han tenido por objetivo principal determinar la factibilidad, deseabilidad y viabilidad del proyecto, sin dejar de lado su impacto sobre otras dos importantes dimensiones: ambiental y social. El financiamiento del proyecto se realizará mediante aportes de capital de los socios (49%) y un préstamo con una entidad bancaria (51%). En función al análisis del entorno del mercado y la información recabada de los diferentes estudios realizados se han desarrollado estrategias de operaciones, recursos humanos y marketing a fin de lograr que la propuesta sea factible y sostenible en el tiempo. Finalmente, la evaluación financiera elaborada en un horizonte de tiempo de 5 años muestra como resultados un VAN de S/. 20´240,602.25 con una TIR de 117.22%, el proyecto no es solo financieramente viable, también genera un VANS de S/. 34´388,655.95 que contribuye significativamente sobre el bienestar de la sociedad. / This research work proposes the start-up of an intrapreneurship with operations in Metropolitan Lima and Callao for the production and commercialization of recycled plastic containers for food, as an alternative solution for the high levels of contamination that exist in this city, where 886 tons of plastic garbage are generated per day, as well as solving a high non-conforming demand for ecological products, which has caused a notable increase in the import volumes of these products, only in 2019 its growth was 1654 %, and at the same time propose an inclusive business model to generate higher income for the basic basket of more than 17 thousand informal recyclers in Lima. For its development, studies have been carried out such as: Market Research Study, Economic Study and Environmental Impact Study. All the aforementioned studies have had the main objective of determining the feasibility, desirability and viability of the project, without neglecting its impact on two other important dimensions: environmental and social. The financing of the project will be carried out through capital contributions from the partners (49%) and a loan with a bank (51%). Based on the analysis of the market environment and the information gathered from the different studies carried out, operations, human resources and marketing strategies have been developed in order to make the proposal feasible and sustainable over time. Finally, the financial evaluation prepared in a time horizon of 5 years shows as results a VAN of S/. 20´240,602.25 with an TIR of 117.22%, the project is not only financially viable, it also generates a VANS of S/. 34´388,655.95 that contributes significantly on the welfare of society.

El presente proyecto de negocios se ha elaborado con el fin de estudiar la viabilidad comercial y financiera de la empresa SUCAPACK. Una empresa de comercialización de envases de plástico para uso comercial en restaurantes hecho a base de productos que permiten que éste tenga un proceso de biodegradación más rápido que el del plástico tradicional. En este documento describe todos los aspectos y ámbitos de estudios de la idea de negocios propuesta, la cual ha nacido de una profunda preocupación a nivel ciudadano y gubernamental para incentivar un menor uso de plástico hecho a base de productos derivados del petróleo lo cual termina contaminando en su mayoría nuestros océanos. Podremos evidenciar dos partes en este documento el cual va desde la primera sección hasta la cuarta donde podremos exponer los aspectos principales de la empresa a constituir, desde su idea básica, tendencias comerciales, entorno del proyecto hasta el planeamiento estratégico. Asimismo, se evidencia también en la cual va desde la sección cinco hasta la ocho en la cual pondremos un mayor énfasis a la viabilidad operativa y financiera de la empresa con un mayor enfoque cuantitativo y cualitativo lo que nos permite determinar las aristas de mayor riesgo para el negocio y las ventajas que son necesarias aprovechar. Debido al análisis y estudio a fondo de todos los temas relacionados directamente a la idea de negocio hemos podido determinar que este proyecto es viable tanto comercial como financieramente. / This business project has been developed in order to study the commercial and financial viability of the company SUCAPACK. A marketing company of plastic containers for commercial use in restaurants-based products that allow this biodegradation process faster than the traditional plastic. This document describes all aspects and areas of studies of the proposed business idea, which was born from a deep concern to the citizen level and Government to encourage lower use of plastic made from petroleum-based products as which ends most polluting our oceans. We will highlight two parts in this document which goes from the first section to the fourth where we expose the major aspects of the company to form, from your basic idea, business trends, the project to the planning environment strategic. In addition, evidenced also in which goes from section five to the eight in which we will put a greater emphasis to the operational and financial viability of the company with a greater qualitative and quantitative approach which allows us to determine the edges of larger risk to business and the advantages that are necessary to take advantage of. Due analysis and in-depth study of all the issues directly related to the idea of business we have been able to determine that this project is feasible both commercial and financially. / Trabajo de investigación

El presente trabajo de investigación tiene un propósito económico-ambiental sobre la producción y comercialización de envases biodegradables, a base bagazo de caña de azúcar, para el transporte de alimentos en diversas cadenas de restaurantes en Lima Metropolitana. A partir de la información recabada, se obtuvo que 96% de los encuestados reconoce que Perú sufre los estragos de la contaminación ambiental como problema mundial. Asimismo, 86% están dispuestos a disminuir el impacto ambiental de los desechos de envases descartables ofrecidos en los restaurantes. Actualmente, las cadenas de restaurantes de comida rápida, pollos a la brasa, leña/carbón, y chifas; usan envases descartables elaborados a base de poliestireno expandido (EPS) conocido como tecnopor, y tereftalato de polietileno (PET) sin contar con una alternativa ecológica para el consumidor. Por otra parte, esfuerzos políticos como la aprobación del D.S. 013-2018-MINAM, buscan la reducción gradual del plástico de un solo uso y el consumo responsable; no obstante, aún no se cuenta con políticas de interés nacional que promuevan cambios en los hábitos del consumidor para proteger el medioambiente y la salud pública. La inversión estimada del proyecto es S/. 1,109,000.00, con una estructura de deuda/capital 70/30, y una recuperación de capital en 2 años del monto excedente de S/. 3,327,549.00 sobre la inversión realizada, expresados en términos del periodo cero y con una rentabilidad promedio anual exigida por el accionista de 12.93%. / This research work has an economic-environmental purpose on the production and commercialization of biodegradable containers, based on sugar cane bagasse, for the transport of food in various chains of restaurants in metropolitan Lima. Based on the information gathered, 96% of respondents recognize that Peru suffers from the ravages of environmental pollution as a global problem. Likewise, 86% are prepared to reduce the environmental impact of disposable packaging waste offered in restaurants. Currently, fast food restaurant chains, grilled chickens, firewood/charcoal, and chifas; They use disposable containers made from expanded polystyrene (EPS), known as tecnopor, and polyethylene terephthalate (PET) without an ecological alternative for the consumer. On the other hand, political efforts such as the approval of the DS 013-2018-MINAM, seek the gradual reduction of single-use plastic and responsible consumption; However, there is still no national-interest policies that promote changes in consumer habits to protect the environment and public health. The estimated investment of the project is S/. 1,109,000.00, with a debt/capital structure 70/30, and a capital recovery in 2 years of the surplus amount of S/. 3,327,549.00 on the investment made, expressed in terms of the zero period and with an average annual profitability demanded by the shareholder of 12.93%. / Trabajo de investigaciòn

El presente proyecto muestra un modelo de negocio estructurado en base al desarrollo, producción y venta de productos biodegradables con origen en la cascarilla de arroz. Los objetivos principales de este modelo son contribuir con el cuidado del medio ambiente, la protección de los recursos naturales como, por ejemplo, el agua y la generación de valor para las empresas que toman consciencia de esta problemática y buscan un cambio en su visión de negocio a través del uso de envases eco-amigables. Bio Verde nace, entonces, como propuesta para las empresas eco-amigables -del rubro restaurantes- al elaborar envases de degradación rápida y amable con nuestro ecosistema. El trabajo apuntó a los sectores de NSE A y B de los distritos más apegados a esta visión como son Miraflores, Surco, San Isidro, San Miguel, La Molina, entre otros. La inversión inicial se calculó en un aproximado de s/ 141,577 entre gastos de constitución, activos fijos y capital de trabajo. Del mismo modo, la estimación de ventas en unidades, para los 5 años del proyecto, se calculó entre 1 Millón y 8 Millones entre ambos modelos. Por otro lado, los ingresos se estiman entre s/ 850,000 y s/4’300,00 durante el periodo de estudio del proyecto. En cuanto al periodo de recupero, se calculó en 3 años aproximados y el VPN arrojó cifras superiores a los s/300,000. Finalmente, la TIR arrojó una tasa promedio del 65%, lo que se considera atractivo para los inversionistas. / This project presents a business model based on development, production and sale of biodegradable products made from rice shells. The principal objectives of this model are to contribute to the maintenance and care of the environment, the protection of natural resources such as water, and further the consciousness businesses should take in regard to this problem by looking to change their business model with the promotion of eco-friendly containers. BioVerde, in producing fast decomposing containers that are friendly to the environment, is born as a proposal for eco-friendly businesses in the restaurant industry. The appointed sectors of NSE A and B of the districts most closely tied to the vision include Miraflores, Surco, San Isidro, San Miguel, and La Molina among others. The initial investment is calculated at approximately s/ 141,577 which includes constitution expenses, fixed assets, and working capital. In the same way, the unit sales estimate for the five year project is calculated to be between 1 - 8 million between both models. Revenue is estimated to be between s/ 850,000 and s/ 4,300,000 during the period of study of the project. Regarding the recuperation period, the estimate is approximately 3 years. Net present value generated figures are shown to be higher than s/ 300,000. Finally, the internal rate of return figures shows a median rate of 65% which is considered attractive to investors. / Trabajo de investigación

Este proyecto se gesta en la necesidad de fortalecer y complementar áreas inherentes a nuestra disciplina. El eje del proyecto es el Diseño de Envases y Embalajes en su aspecto gráfico, pero en su desarrollo a dado alcance a diversas disciplinas como son el diseño industrial, el marketing y el diseño tipográfico.

El presente proyecto tiene como objetivo la implementación de un servicio delivery que ofrecerá diversidad de almuerzos veganos, vegetarianos y tradicionales llamado Thany, ubicado en el distrito de Surco, el cual desea apoyar con el cuidado del medio ambiente a través del uso de envases ecoamigables. Además, aportará una ayuda social ya que contratará a madres solteras de la ONG Mujeres Peruanas. Para identificar la viabilidad del proyecto se realizó un estudio de mercado en donde se encontró una demanda insatisfecha en Surco. Mediante el análisis interno y externo del negocio se ha determinado los factores que pueden tener una incidencia factible de la empresa. Por ello, se ha elaborado un plan de Marketing para poder llegar al público objetivo, asimismo, se realizó un estudio financiero evaluando los diferentes indicadores. El público objetivo del proyecto corresponde a personas que laboren dentro del distrito de Surco y deseen tener una alimentación saludable según su régimen alimenticio. En la actualidad existen empresas que ofrecen almuerzos saludables, sin embargo, no existe ninguna que ofrezca variedad de platos según régimen alimenticio, servicio delivery, envases ecoamigables y que al mismo tiempo ayuden a la inserción laboral a madres solteras. Para iniciar el proyecto Thany necesitará una inversión inicial de S/ 126,660 el cual será financiado en un 50% por una entidad bancaria y el otro 50% por aportaciones de los accionistas. Se estima que el periodo de recuperación de la inversión será para el segundo año de operación. / The present project has as objectives the implementation of a delivery service that will offer diversity of vegans, vegetarians and traditionals lunches called Thany, located in the district of Surco, which wishes to help with the care of the environment through the use of eco-friendly packaging. It will also provide social assistance as it will hire single mothers from the ONG Mujeres Peruanas. In order to identify the viability of the projects, a market study was carried out in which a dissatisfied demand was found in Surco. Through the internal and external analysis of the business, the factors that may have a feasible incidence of the company have been determined. In this way, a Marketing plan has been prepared to reach the target audience, and a financial study was carried out evaluating the different indicators. The target audience of the project corresponds to people who work in the district of Surco and wish to have a healthy eating according to their diet. Currently there are companies that offer healthy lunches, however, there is none that offers a variety of dishes according to diet, delivery service, eco-friendly packaging and at the same time help the labor market to single mothers. To start the Thany project you will need an initial investment of S / 126,660, which will be financed 50% by a bank and the other 50% by contributions from the shareholders. It is estimated that the period of recovery of the investment will be for the second year of operation. / Trabajo de investigación