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TI : La modélisation du risque de contamination d'un aliment emballé
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70
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8
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2
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0
7
2.2 Contamination par les matériaux monocouches
2.2.1 Hypothèses et objectifs de la modélisation
Une première description phénoménologique du transport des substances de l'emballage vers
l'aliment est représentée sur la Figure 2-1. Lors d'un contact avec l'aliment, un profil de
concentration contrôlé par la diffusion s'établit dans l'épaisseur du matériau. Le volume plus
important de l'aliment conduit à une dilution importante des contaminants dans l'aliment. Au
sein de l'aliment, les contaminants sont dispersés à la fois sous l'effet de la diffusion et d'une
éventuelle convection lors du conditionnement, du transport, ou de l'utilisation. La dispersion
plus efficace des contaminants dans l'aliment que dans le polymère conduit à des gradients de
concentration plus faibles dans l'aliment (la pente entre les points 3 et 4 est inférieure à la
pente entre 1 et 2). A l'interface emballage-aliment, les effets d'affinité chimique conduisent à
un partage des contaminants de part et d'autre de l'interface et donc à des concentrations entre
les points 2 et 3 qui ne pas nécessairement égales.
La modélisation proposée ici privilégie la prédiction de la quantité de contaminant relarguée
par le matériau d'emballage, plutôt qu'une description fine du profil de concentration dans
l'aliment. Ce point de vue est retenu dans la réglementation Européenne pour la
démonstration de la conformité [
1
]. Afin prédire la contamination globale aussi bien d'un
aliment réel (ex. un plat cuisiné) que d'un simulant de l'aliment (ex. un liquide agité), la
densité de flux de matière relarguée par l'emballage, notée
j, est supposée contrôlée par
l'association de trois résistances (unités SI s·m
-1
) en série:
·
une résistance à la diffusion dans le matériau d'emballage, notée R
D
;
·
une résistance équivalente de type « thermodynamique » contrôlée par les effets de
partage, notée R
K
;
·
une résistance équivalente à l'enlèvement de la matière du côté aliment, notée R
H
.
La résistance R
K
est phénoménologique. Elle traduit que, pour une même quantité de
substance relarguée, le rapport
2
3
C C
modifie la pente entre les points 1 et 2 et affecte donc
j. Pour un liquide agité et dans le cadre de l'approximation du film stagnant, R
H
représente la
résistance à la diffusion du contaminant dans une couche limite matière réelle ou fictive
d'épaisseur . Dans le cas d'un aliment solide, est du même ordre de grandeur que
l'épaisseur caractéristique de l'aliment
l
F
et R
H
est
alors une résistance équivalente, qui permet
de s'affranchir du profil de concentration réel dans l'aliment. Quelque soit le type d'aliment et
des conditions d'agitation,
R
H
est
paramétré par le rapport sans dimension
D
H
R R
identifié au
nombre de Biot matière ou nombre de Sherwood.