Ambalaje din materiale metalice

Ambalaje din materiale metalice

Metalele i aliajele sunt folosite cu precdere n industria alimentar la ambalarea conservelor de carne, pete, fructe i legume, la buturi alcoolice i nealcoolice. Opinia consumatorilor este mai puin favorabil metalelor deoarece acestea pot influena gustul produselor ambalate.

Ambalajele metalice se realizeaz din tabla de oel cositorit, aluminiu si materiale combinate (materiale plastice, carton si metal).

Recipientele metalice destinate conservrii produselor alimentare se execut:

cu corpul fluit i lipit, cu corpul lipit prin suprapunere,

cu corpul ambutisat. La interior, aceste cutii pot fi:

nelcuite, lcuite parial (numai fundul i capacul) lcuite complet. Natura acestor lcuiri este fie acidorezistent fie sulforezistent. La exterior, cutiile pot fi:

nelcuite,

lcuite total sau parial litografiate.

Cutiile metalice sunt lcuite n interior pentru a preveni:

schimbarea gustului sau pentru a preveni reacii chimice datorate metalelor dizolvate in produs;

decolorarea produsului;

reaciile chimice ntre metal i produs care pot cauza coroziunea sau formarea de hidrogen n interiorul cutiei.

n funcie de tipul constructiv cutiile metalice pot fi:

cutie din trei piese format din corp, capac, i fund;

cutie fluit capacul i/ sau fundul sunt nchise prin fluire (roluire dubl);

cutie ambutisat (din dou piese) cutie la care corpul mpreun cu fundul formeaz o parte (obinut prin ambutisare) i capacul.

Avantajele utilizrii ambalrii n materiale metalice sunt:

au proprieti de barier foarte bune;

nu sunt toxice i pot veni n contact cu produse i buturi alimentare;

se pot inscripiona uor;

se pot utiliza n combinaii cu alte materiale pentru ambalare.Recipientele metalice uoare nchise prin fluire sunt destinate urmtoarelor grupe de produse: conserve alimentare de uz general, carne i produse din carne destinate alimentaiei omului, buturi, uleiuri alimentare, pete i alte produse de pescuit, lapte.

Recipientele metalice uoare din categoria cutiilor cu supap, rotunde cu capac i fund sudate sunt destinate ambalrii laptelui i produselor lactate.

Cutiile fluite se protejeaz la interior n variantele:

A - cutii din tabl cositorit nelcuit (cutii albe);

B - cutii cu corpul din tabl cositorit i capacele lcuite;

C - cutii complet lcuite (confecionate din tabl lcuit);

D - cutii revernisate (dup confecionarea din tabl cositorit lcuit, se aplic la interior un alt strat de lac pe ntreaga suprafa);

E - cutii rectificate (dup confecionarea din tabl cositorit lcuit, se aplic lacul numai pe falul longitudinal, unde acesta se distruge datorit ndoirii tablei i temperaturii ridicate din timpul lipirii).

Tipul de cutie se alege n funcie de agresivitatea produsului ambalat:

produse puin agresive: pentru produsele care pot sta n contact cu staniul se folosesc cutii din categoriile A, B, C. n aceast categorie intr: fructe, sucuri, gem i dulcea din fructe puin acide i lipsite de pigmeni antocianici (caise, pere, mere, gutui, ciree albe, piersici); tomate (past, suc); sparanghel, ciuperci, fasole verde, spanac, produse sulfuroase la care eliberarea sulfului este limitat datorit unui pH acid (fasole alb cu sos de tomate, pete cu sos de tomate).

produse acide agresive: pentru produsele acide care pot sta n contact cu staniul se folosesc cutii din categoriile A i B. n aceast categorie intr fructele i sucurile de fructe acide dar lipsite de pigmeni antocianici (struguri albi), produse devenite agresive n urma procesului tehnologic aplicat (marinat de pete).

Pentru produsele sensibile la aciunea staniului se folosesc numai cutii din categoriile D i E. n aceast categorie intr fructele cu pigmeni antocianici albatri sau roii (ciree, cpune, coacze), legume cu pigmeni (sfecl roie, varz roie);

produsele ce elibereaz hidrogen sulfurat se ambaleaz n cutii din categoria D. n aceast categorie de produse intr: mazre verde, fasole alb, varz, pete n ulei, carne n suc propriu, pateuri, crustacee, pete de mare.

MATERIALE METALICE TABLA COSITORITA LACUITA;

ALUMINIUL;

OTEL INOXIDABIL;

STANIUL.Pentru confecionarea ambalajelor din tabl, se utilizeaz:

tabla din oel carbon neprotejat, care se utilizeaz n special pentru confecionarea de ambalaje pentru produse chimice ieftine i pentru butoaie n care se transport i se depoziteaz produsele petroliere;

tabla din oel carbon protejat - tabla zincat sau cositorit - se utilizeaz pentru cutiile de conserve;

tabla cromat, care nu are o extindere foarte mare, poate fi utilizat de exemplu pentru ambalarea petelui. Tabla cositorit

Tabla cositorit, obinut prin acoperirea tablei de oel moale cu staniu pe ambele fee este utilizat pentru confecionarea de ambalaje destinate produselor alimentare lichide i pstoase.

Alegerea tablei de oel pentru realizarea de ambalaje s-a datorat rezistenei mecanice bune, chiar atunci cnd este foarte subire, obinerii i prelucrrii uoare i n cantitate mare. Numai c, datorit vulnerabilitii la coroziune i la atacul multor compui organici de natur animal sau vegetal, tabla de oel a fost, nc de la nceput, acoperit cu staniu pe ambele fee, operaie numit cositorire.

Cositorirea se poate realiza prin urmtoarele procedee:

a) Cositorire la cald - procedeul const n introducerea foii de tabl de oel ntr-o baie de staniu topit. Bineneles c tabla este mai nti introdus ntr-o baie de decapare, iar dup scoaterea din baia de staniu este degresat, controlat etc. In funcie de grosimea stratului de staniu depus, cositorirea la cald poate fi: obinuit, caracterizat de un strat de staniu mai mic de 24 g/m2; superioar, caracterizat de un strat de staniu n medie de 30 g/m2. b) Cositorire electrolitic - procedeu care const n derularea tablei de oel i a foii de staniu i sudarea lor una de cealalt la trecerea prin baia electrolitic. Dup cositorire, tabla rezultat este nclzit un timp scurt la o temperatur suficient pentru ca staniul s se topeasc iar aderena sa la oel s creasc. De remarcat c grosimea stratului de staniu depus prin acest procedeu este mai mic, fiind cuprins ntre 5,6 g/m2 i 22,4 g/m2. n plus, acest procedeu permite i realizarea unei cositoriri difereniale, caracterizat de depunerea unor straturi de staniu de grosimi diferite pe cele dou fee.

Coroziunea ambalajelor din tabl depinde de un mare numr de factori dintre care cei mai importani sunt aciditatea i prezena oxigenului. Coroziunea tablei cositorite nu este ntotdeauna proporional cu pH-ul produsului conservat existnd o zon deosebit de favorabil producerii coroziunii metalului cuprins ntre 3,5 i 4. n cazul produselor cu pH >5 5,5 nu mai apare problema corodrii tablei cositorite. PROPRIETILE TABLEI COSITORITE

Proprieti fizice:

- aspect plcut, strlucitor;

- culoare argintie sau aurie datorit stratului de cositor;

- suprafa neted, lucioas;

- densitate mare, = 7850 kg/m3, ntruct n structura sa predomin tabla de oel moale;

- grosime mic astfel c ambalajele din tabl cositorit au masa mic, n pofida densitii mari.

Proprieti mecanice:

- rezisten mecanic bun: rezistenele la ntindere, plesnire, oc, sfiere i ndoiri repetate au valori mari;

- sudabilitate bun;

- rigiditate mare;

- duritate medie astfel c din tabl cositorit pot fi confecionate:

- recipiente cu ambutisare normal obinute prin presare i avnd forme cave cu adncime de pn la 10 mm (tabla laminat la cald);

- recipiente cu ambutisare profund obinute din tabl cu ductilitate mare care au adncimi de pn la 60 mm (tabla laminat la rece).

Proprieti termice:

- rezisten termic bun, cu toate c se dilat cu creterea temperaturii;

- conductivitate termic bun, ceea ce face ca ambalajele din tabl cositorit s fie utilizate eficient la tratament termic prin pasteurizare sau sterilizare.

Proprieti chimice:

- impermeabilitate la lichide, gaze, arome, vapori, substane odorante, lipide, microorganisme cu condiia ca ambalajele s fie nchise etan;

- impermeabilitate la radiaii luminoase i ultraviolete;

- rezisten sczut la aciditate, oxigen i ali ageni corozivi.

Aluminul Aluminul are o serie de proprieti avantajoase pentru confecionarea ambalajelor: mas redus, durabilitate, bun conductor termic, maleabil, aspect atractiv, fr miros, fr gust, netoxic, asigur impermeabilitate perfect la trecerea luminii, umiditii, gazelor i aerului, uleiurilor, grsimilor, se preteaz bine la imprimare, nu favorizeaz dezvoltarea bacteriilor, nu este atacabil dect de soluii acide sau baze puternice.

PROPRIETILE ALUMINIULUI

Proprieti fizice:

- aspect plcut, strlucitor cnd este nou, mat dup trecerea timpului datorit formrii spontane a unui strat protector de oxid de alumin;

- culoare argintie;

- suprafa neted, lucioas;

- densitate relativ mic n comparaie cu tabla cositorit sau oelul inoxidabil, =2 700 kg/m3;

- grosime mic astfel c ambalajele din aluminiu au masa mic, sunt uoare, fapt ce influeneaz pozitiv manipularea i transportul produselor ambalate.

Proprieti mecanice:

- moale, plastic, maleabil, deci uor de prelucrat;

- rezisten mecanic sczut n strat subire (sub form de folie) i bun la grosimi mai mari (sub form de tabl).

Proprieti termice:

- temperatura de topire 658C;

- rezisten termic bun ntr-un interval mare de temperatur;

- bun conductor de cldur i de electricitate;

- reflect lumina i cldura:

- conductivitate termic bun la temperaturi cuprinse n intervalul 0...100C.

Proprieti chimice: Impermeabilitate:- impermeabil la lichide, gaze, arome, vapori, substane odorante, lipide, microorganisme cu condiia ca ambalajele s fie nchise etan;

- impermeabil la radiaii luminoase i ultraviolete; aluminiul este barier la lumin la grosimi ale stratului de material de minimum 25 m.Caracter amfoter:- n medii acide aluminiul se dizolv sub form de ioni Al3+, cu degajare de hidrogen;

- n soluii alcaline, manifest tendin accentuat de dizolvare sub forma ionului aluminat AlO2-.

Rezistena la coroziune este determinat de comportarea stratului de oxid de aluminiu care se formeaz spontan i uniform pe suprafaa metalului. Pelicula format natural n contact cu aerul are grosimea de 0,01-0,03 mm, este compact, dur, are o foarte bun aderen i are un caracter amfoter. n soluii puternic acide i puternic bazice se dizolv, ceea ce permite coroziunea intens a metalului.

Produsele coroziunii sunt albe, nu sunt catalitic active, nu sunt toxice, nu influeneaz gustul, nu distrug vitaminele, iar aluminiul are proprietatea de a apra produsele alimentare de microorganisme i de a le pstra aroma i prospeimea.

Rezistena la coroziune a aluminiului este cu att mai bun cu ct puritatea este mai mare. Impuritile care nsoesc aluminiul sunt ndeosebi siliciul i fierul, dar i cuprul, zincul i titanul, ele provenind din materia prim, bauxita.

Aluminiul impurificat cu fier are rezisten redus la coroziune, plasticitate i prelucrabilitate micorat, iar ca urmare a aciunii catalitice de distrugere a vitaminelor este neutilizabil n contact cu produsele alimentare la care se urmrete pstrarea vitaminelor (n special vitamina C).Aluminiul impurificat cu cupru are rezistena la coroziune mult mai cobort dect cel impurificat cu fier.

Folia de aluminiu, fiind foarte subire, are o rezisten mecanic redus putnd fi uor deteriorat prin nepare, perforare etc. astfel c, adesea, este protejat prin diferite metode:

- introducerea pungilor sau a pachetelor pern din aluminiu lcuit n cutii de carton (de exemplu la ambalarea laptelui praf);

- protecia capacelor din aluminiu cu ajutorul unor capace suplimentare, aplicate prin presare (de exemplu la paharele de iaurt, creme de ciocolat etc.);

- utilizarea sub form de materiale complexe, mpreun cu hrtie, carton i materiale plastice.

Folia subire de aluminiu este asociat adesea cu diferite materiale, rezultnd materiale complexe. Procedeele cele mai folosite sunt extrudarea i laminarea. Astfel se pot realiza urmtoarele obiective:

- mbuntirea caracteristicilor mecanice ale foliei de aluminiu;

- mrirea impermeabilitii foliei de aluminiu;

- asigurarea etaneitii totale prin termosudare a ambalajului confecionat;

- protejarea imprimrii ambalajului i obinerea de efecte variate de prezentare.

Printre cele mai numeroase materiale complexe pe baz de folie de aluminiu se numr urmtoarele:

- aluminiu - polietilen (Al - PE);

- aluminiu - polipropilen (Al - PP);

- aluminiu - poliamid Rilsan (Al - PA);

- aluminiu - hrtie autoadeziv;

- aluminiu - lac de polietilen - hrtie sulfurizat;

- aluminiu - adeziv - hrtie muselin;

- aluminiu - adeziv - hrtie - lac;

- polietilen - aluminiu - polietilen - pelicul celulozic;

- polietilen - aluminiu - polietilen - canon imprimat - polietilen.

Utilizri ale foliei de aluminiu:

mpachetarea tabletelor de ciocolat;

mpachetarea brnzei topite;

mpachetarea produselor zaharoase (halvi, nuga, bomboane, drajeuri);

mpachetare biscuii;

mpachetare igri.

OTELUL INOXIDABIL

Oelul inoxidabil este obinut din oel carbon cu un coninut mai redus de carbon i un coninut mare de metale de aliere: nichel, crom, titan, mangan, molibden, vanadiu, cupru care mbuntesc proprietile fizico - mecanice i fizico - chimice, deci asigur rezistena la coroziune i ineria chimic.

Variind concentraia metalelor de aliere se poate obine o mare varietate de oeluri inoxidabile care pot avea o rezisten deosebit la coroziune, la frecare sau la temperaturi ridicate.

Utilizarea oelului inoxidabil n industria alimentar este larg rspndit ndeosebi la construcia utilajelor sau a reperelor utilajelor care vin n contact cu materiile prime, semifabricatele i produsele finite.

Din oel inoxidabil se confecioneaz cutii ambutisate pentru bere asemntoare celor din tabl de aluminiu i butoaiele pentru bere, att bombate, avnd forma clasic a unui butoi, ct i cilindrice, purtnd denumirea de keg i butoiae denumite keggy.

Keg-urile sunt recipiente standardizate care au permanent montate armturile necesare pentru umplere, golire, curire sau sterilizare i prezint urmtoarele avantaje:

- posibilitatea automatizrii tuturor operaiilor auxiliare de transport, depozitare, curire, sterilizare i umplere (tragerea berii la keg);

- detectarea automat a oricrei scurgeri;

- manipulare uoar;

- dup golire n interior exist nc suprapresiune astfel c nu sunt deschise n afara fabricii de bere, evitndu-se astfel orice contaminare din exterior.

Butoiaele din oel inoxidabil sunt fie de unic folosin, cu capacitate de 5 litri, fie reutilizabile, caz n care sunt prevzute la interior cu o camer special de CO2 i dotate cu un regulator de presiune i cu armturile speciale pentru splare, sterilizare, umplere i golire produs. Se numesc keggy datorit faptului c sunt mici, unele putnd avea i o manta de rcire, ceea ce le face utilizabile n anumite ocazii (petreceri, picnicuri, ntreceri sportive etc.) berea putnd fi pstrat rece cteva ore i fr existena unui frigider (party keg-uri).

La exterior, butoiaele sunt protejate de o carcas cu seciune transversal ptrat care uureaz transportul, iar armturile speciale pentru umplere i golire sunt uor de utilizat de ctre consumatori, uor de splat i sigure din punct de vedere microbiologic.

STANIUL

Staniul este un metal de culoare gri, foarte strlucitor n stare pur, cantiti mici de impuriti ca plumb, arsen sau stibiu reducndu-i mult strlucirea.

Este moale i foarte maleabil, ceea ce permite obinerea de foi cu grosimea de 2-3 m, dar are rezisten mecanic i duritate redus.

La temperatur obinuit staniul este nealterabil, att n aer uscat ct i umed. Pe suprafaa sa se formeaz un strat subire de oxid care are rol de protecie fa de atacurile ulterioare.

Principalele aplicaii ale staniului la confecionarea ambalajelor sunt urmtoarele:

- sub form de aliaj staniu - plumb (Sn 2% i Pb 98% cu temperatura de topire de peste 300C) este folosit la confecionarea cutiilor de conserve n special pentru mbinarea prin sudur sau fluire a corpului cilindric al cutiilor din trei piese;

- sub form de strat protector al tablei de oel moale, permite obinerea tablei cositorite folosit la confecionarea cutiilor de conserve;

- sub form de folii de staniu (staniol) cu grosimi variabile, este utilizat pentru ambalarea anumitor produse alimentare (brnzeturi, unele dulciuri etc).

7