Cinétique de contamination contrôlée par la diffusion moléculaire
Contact alimentaire : évaluation de conformité. Partie 2

La modélisation de la migration est une approche rapide qui a été récemment introduite pour la démonstration de la conformité des matériaux au contact des aliments, la veille sanitaire ou encore la conception de matériaux d'emballage alimentaires sûrs. Dans le dossier précédent [AF 6 930] « Contact alimentaire : évaluation de conformité. Partie 1 », on a étudié la hiérarchisation des risques de contamination associée aux différents éléments de l'emballage, au type de matériau et aux conditions d'utilisation (type de contact, température...). Le prototype de modèle physique pour un matériau monocouche en contact avec un aliment semi-solide ou un simulant de l'aliment y est décrit. Des modèles plus sophistiqués pour les matériaux multicouches ou prenant en compte les effets d'incertitude sont proposés dans le dossier « Modélisation du risque de contamination d'un aliment emballé » [AF 1 446].

Le présent dossier présente plus particulièrement les mécanismes moléculaires et les principales propriétés physico-chimiques qui contrôlent la migration des substances des matériaux thermoplastiques dans les aliments : les coefficients de partage K, les coefficients de diffusion D et leurs paramètres d'activation avec la température. Les effets des caractéristiques moléculaires (taille, polarité, encombrement, symétrie...) des contaminants sur les propriétés moléculaires sont présentés et discutés dans une perspective de développement de modèles prédictifs ou de règles robustes d'extrapolation des propriétés à partir de données existantes. Parce que les connaissances des mécanismes moléculaires sont en cours d'acquisition notamment à partir de simulations de dynamiques moléculaires, les modèles présentés font l'objet régulièrement de raffinements ou d'extensions. Dans cette logique, le lecteur souhaitant étendre les modèles à des cas non étudiés (type de substance, de polymère...) est prié de prendre en compte une marge d'incertitude appropriée, en s'appuyant notamment sur la diversité des comportements et les règles d'extrapolation « sûres » présentées dans ce dossier.

Il s'agit du modèle générique de désorption d'une substance (contaminant) de la couche du matériau directement en contact avec l'aliment :

^( 1 )

avec :

C

 : 

concentration locale du contaminant dans la couche de matériau en contact,

j

 : 

densité du flux du contaminant,

C_F

 : 

concentration du contaminant dans l'aliment (indice F),

h

 : 

coefficient de transfert de masse du contaminant,

D

 : 

coefficient de diffusion du contaminant,

K

 : 

coefficient de partage du contaminant,

V_F

 : 

volume de l'aliment,

A

 : 

surface du matériau en contact avec l'aliment,

I

 : 

indice de l'interface matériau-aliment.