Permeabilidad al vapor de agua en películas modificadas de quitosano

Es la cantidad de vapor (gramos) que pasa por unidad de superficie (m2) de un material de espesor unitario (mm) por unidad de tiempo (h) cuando entre sus paredes existe una diferencia de presión unitaria (kPa).

Tanto el quitosano como otros polímeros son capaces de actuar como barreras selectivas entre el medio y el alimento generando ambientes modificados en cuanto a la concentración de gases y vapores (vapor de agua, oxigeno, etileno, etc.). Sin embargo la permeabilidad al vapor de agua no es una de las propiedades inherentes de estas películas de tipo hidrofílica, las cuales tienden a retener el agua en su estructura lo cual conduce al hinchamiento de la misma, generando un funcionamiento ineficiente. Debido a esto en algunos casos se opta por integrar en su estructura agentes plastificantes y ácidos grasos, que impartan flexibilidad a la vez que se incrementa la movilidad del polímero, implicando con ello la modificación en los valores de permeabilidad al vapor de agua.

39 2.11.2.1. Determinación de la permeabilidad al vapor de agua

Todo material destinado al servicio como película protectora de alimentos, debe poseer cierta permeabilidad al vapor de agua, para evitar que estos pierdan humedad y se descompongan. Los polímeros naturales a diferencia de los polímeros sintéticos poseen alta permeabilidad al vapor de agua, este fenómeno para el caso de películas de quitosano ha sido poco estudiado, por lo que se requiere integrar el conocimiento de transferencia en películas hidrofílicas, considerando la permeabilidad al vapor de agua.

Tabla 2. 5 Permeabilidad al vapor de agua de películas comestibles y poliméricas

Film Permeabilidad al Vapor de Agua

(g/msPa) Policloruro de Vinilo 0,7 – 2,4 x 10-13 Polietileno de Alta Densidad 2,4 x 10-13 Polietileno de Baja Densidad 7,3 – 9,7 x 10-13

Poliéster 1,2 – 1,5 x 10-12

Celofán 7,7 – 8,4 x 10-11

Acetato de Celulosa 0,5 – 1,6 x 10-11 Almidón de Alta Amilosa 2,0 – 10 x 10-10 Quitosano (Ácidos grasos como

plastificante)

4,4 x 10-10 Quitosano (Glicerol como plastificante) 6,54 x 10-10

Fuente: (5)

2.11.2.1.1.Estándar ASTM internacional

ASTM International (American Society for Testing and Materials) es un organismo de normalización de los Estados Unidos de América encargada del desarrollo voluntario de normas técnicas para materiales, productos, sistemas, y servicios. Conocidas por su alta técnica y relevancia en el mercado, las normas ASTM desempeñan un importante papel en

40 la infraestructura de la información que orienta el diseño, la fabricación y el comercio en la economía mundial.

Las normas ASTM son documentos que sirven para formalizar los procedimientos, reglas o directrices a seguir por la industria.

2.11.2.1.1.1. ASTM E96-00

Dentro de la gran base de datos de métodos estándares ASTM, se encuentra una de gran utilidad para la determinación de la permeabilidad al vapor de agua, ASTM E96-00. El objetivo de las pruebas en esta norma es obtener, valores fiables de transferencia de vapor de agua a través de materiales permeables y semipermeables, expresada en unidades adecuadas. Estos valores son para el uso en el diseño, fabricación y comercialización de materiales. Un valor de permeabilidad obtenido en virtud de una serie de condiciones de prueba no puede indicar el valor de un conjunto diferente de condiciones. Por esta razón, las condiciones de prueba deben seleccionarse según las circunstancias de uso que más se acerquen a la utilidad.

 Ámbito

Estos métodos de ensayo se refieren a la determinación de la transmisión de vapor de agua (WVT) de los materiales a través de los cuales el paso del vapor de agua puede ser de importancia, tales como papel, películas de plástico, otros materiales laminados, productos de yeso, productos de madera, y plásticos.

Básicamente la norma dispone de dos métodos, los cuales se explicaran posteriormente, el método Desecante y el Método de Agua, para la medición de la permeabilidad, dentro de este último encontramos dos variaciones en las condiciones de uso, una que moja una cara de la película y la otra que no moja ninguna de las caras de la película. El método debe ser seleccionado según los enfoques de las condiciones de uso.

Las pruebas bajo el método ASTM E96-00 para la medición de la permeabilidad al vapor de agua son realizadas con una película de muestra, la cual se emplea como cierre de un tubo de ensayos, que contiene desecante o agua, luego se coloca el montaje en una atmosfera controlada. La unidad de prueba se pesa periódicamente y el peso se representa gráficamente

41 como una función del tiempo. La transmisión de vapor de agua se toma como la pendiente de la curva (en la región lineal) dividida por el área de apertura y, para obtener finalmente el valor que representa la permeabilidad al vapor de agua, es necesario hacer una serie de cálculos, los cuales se detallen en el procesamiento de la información en el diseño metodológico.

Resumen de los métodos de ensayo

a) Método desecante: La muestra del ensayo debe ser sellada a la boquilla de una cámara de prueba, la cual contendrá desecante en su interior. Todo el conjunto debe ser colocado en una atmosfera controlada. Por medio de pesajes periódicos se determinara la tasa de movimiento de vapor de agua a través de la muestra hacia el desecante.

b) Método del agua: La muestra para el ensayo se debe sellar en la boca abierta de una cámara de prueba que contendrá agua, todo el conjunto se colocara en una atmosfera controlada. Por medio de pesajes continuos se determinara la tasa de vapor de agua de circulación a través de la muestra, desde el agua hacia la atmosfera controlada.

c) Método del agua invertida: El procedimiento es igual am método del agua, con la diferencia que con esta prueba, se coloca el tubo invertido para que el agua este en contacto con la muestra.