TIPURI DE AMBALAJE METALICE SI MATERIALE UTILIZATE LA CONFECTIONAREA ACESTORA

TIPURI DE AMBALAJE METALICE SI MATERIALE UTILIZATE LA CONFECTIONAREA ACESTORA

1.Tipuri de ambalaje metalice

1.1.Cutii metalice

Cutiile metalice sunt recipiente metalice rigide confectionate dintr-un material cu o grosime nominala maxima de 0,49 mm.

Alegerea cutiilor metalice pentru ambalarea produselor alimentare are in vedere forma, dimensiunile, modul de functionare, materialele folosite la confectionarea cutiilor, metodele de protejare suplimentara, agresivitatea produsului ambalat, metodele de deschidere.

Clasificarea si alegerea cutiilor metalice astfel:

cutie rotunda - cu sectiune transversala circulara;

cutie rectangulara - cu sectiune transversala dreptunghiulara sau patrata;

cutie alungita - cu sectiune transversala care are marginile paralele unite prin doua extremitati rotunjite care pot fi semicirculare sau elipsoidale;

cutie ovala - cu sectiune transversala ovala;

cutie trapezoidala - cu unghiurile rotunjite.

In functie de forma, cutiile metalice se impart in:

cutie cilindrica - cutie a carui sectiune ramane constanta ca dimensiune de la fund la capac;

cutie tronconica - cutie a carui sectiune transversala se schimba de la fund la capac;

In functie de tipul constructiv cutiile metalice pot fi:

cutie din trei piese formata din trei componente principale: corp,capac si fund;

cutie faltuita -capacul si/sau fundul sunt inchise prin faltuire(roluire dubla);

cutie cu diafragma;

cutie din doua piese (cutie ambutisata) - cutie la care corpul impreuna cu fundul formeaza o parte(obtinuta prin ambutisare) si capacul.

In ambele cazuri nu se iau in considerare variatiile locale cum sunt nervurile sau gaturile, ambele definitii aplicandu-se atat cutiilor rotunde cat si celor nerotunde.

In functie de dimensiunile deschiderii cutiile metalice pot fi:

cutii cu deschidere totala:

cutie cu toarte - cutie cu capac detasabil, adaptat extremitatii deschise a corpului cutiei,care are prevazuta o toarta mare sau cu doua toarte mici;

cutie cu capac asigurat - cutie cu capac detasabil mentinut inchis cu ajutorul unei benzi de asamblare;

cutie cu capac suprapus - cutie cu capac detasabil adaptat pe conturul deschiderii cutiei;

cutie cu capac crestat - cutie cu capac detasabil, crestat pe marginea exterioara, pe conturul deschiderii cutiei;

cutii cu deschidere partiala, cu capac si inel - cutie cu capac detasabil, adaptat unui inel faltuit situat la o extremitate a corpului cutiei, deschidere prin care se face si umplerea.

Cutiile metalice pot avea si caracteristici specifice:

cutie cu gatuire sau gatuiri - cutie al carei corp are sectiunea transversala redusa la una sau la ambele extremitati;

cutie cu deschidere largita - cutie al carei corp are sectiunea transversala marita la una din extremitati;

cutie nervurata - cutie al carui corp prezinta mici modificari periferice interioare si/sau exterioare ale sectiunii transversale.

Dupa executia corpului cutiile se impart in:

cutii cu corpul faltuit si lipit;

cutii cu corpul lipit prin suprapunere;

cutii cu corpul ambutisat.

Cutiile metalice folosite pentru ambalarea produselor alimentare sunt confectionate din tabla cositorita sau tabla de aluminiu si rareori din tabla de otel inoxidabil. De remarcat ca din tabla cositorita sau tabla de otel inoxidabil se pot confectiona atat cutii din trei piese cat si din doua piese, in timp ce din tabla de aluminiu se executa numai cutii din doua piese (ambutisate).

Dupa felul protectiei interioare cutiile metalice pot fi:

nelacuite (cutii albe);

lacuite partial, cu corpul nelacuit ,iar fundul si capacul lacuite;

lacuite complet (confectionarea din tabla lacuita).

Imbinarea longitudinala a corpului cutiilor faltuite si lipite poate fi protejata suplimentar la interior prin aplicarea unei benzi adezive sau prin lacuire. Lacuirea pentru protectia interioara poate fi acido-rezistenta sau sulfo-rezistenta in functie de actiunea agresiva a constituentilor produsului ambalat.

In afara acestor categorii se mai intalnesc:

cutii revernisate (dupa confectionarea din tabla cositorita lacuita, se aplica la interior un alt strat de lac pe intreaga suprafata);

cutii rectificate (dupa confectionarea din tabla cositorita lacuita, se aplica lacul numai pe faltul longitudinal unde acesta se distruge datorita indoirii tablei si temperaturii ridicate din timpul lipirii).

La exterior cutiile pot fi nelacuite, lacuite partial, lacuite complet si litografiate.

Aderenta si absenta porozitatii sunt doi factori principali ai calitatii acoperirilor organice, a caror grosime, dupa tratamentul termic variaza intre 5 si 10µm.

Lacuirea se face foaie cu foaie pentru tabla cositorita si in banda pentru tabla de aluminiu. Temperatura maxima la care se aplica lacurile pe tabla cositorita este 210 ˚C datorita temperaturii de topire a staniului (232 ˚C), iar durata variaza intre 10 si 15 min.

Alegerea acoperirilor organice interioare depinde de agresivitatea produsului alimentar, raportul inaltime/diametru, natura capacului (cu sau fara deschidere usoara) si de durabilitatea pe care trebuie s-o aiba cutia.

Alegerea tipului de cutie in functie de agresivitatea produsului ambalat se realizeaza in modul urmator:

Pentru produse putin agresive, care pot sta in contact cu staniul se folosesc cutii nelacuite, lacuite partial sau complet. Din aceasta categorie de produse fac parte: fructe, sucuri, gem si dulceata din fructe putin acide si lipsite de pigmenti antocianici (caise ,pere, mere, gutui, cirese, albe, piersici albe), ciuperci, fasole verde, spanac, produse sulfuroase la care eliberarea sulfului este limitata datorita unui pH acid(peste cu sos de tomate). Pentru produsele sensibile la actiunea staniului se folosesc numai cutii complet lacuite.

Pentru produse acide agresive care pot sta in contact cu staniul se folosesc cutii nelacuite si partial lacuite. In aceasta categorie intra fructele si sucurile de fructe acide dar lipsite de pigmenti antocianici (struguri albi), produse devenite agresive in urma procesului tehnologic aplicat (marinata de peste). Pentru produsele sensibile la actiunea staniului se folosesc numai cutii revernisate si rectificate. In aceasta categorie intra fructele cu pigmenti antocianici albastri sau rosii (cirese, capsuni, coacaze), legume cu pigmenti(sfecla rosie, varza rosie).

Pentru produsele care elibereaza hidrogen sulfurat se folosesc cutii revernisate. In aceasta categorie de produse intra: mazare verde, fasole alba, varza, peste in ulei, carne in suc propriu, pateuri, crustacee, peste de mare.

Metode de confectionare a cutiilor metalice

Cutiile metalice se confectioneaza prin ambutisare sau faltuire. Ambutisarea se aplica mai ales la confectionarea cutiilor din tabla cositorita lacuita a caror inaltime este mai mica sau cel mult egala cu diametrul, indiferent de forma cutiilor(cutii rotunde,ovale, patrate, dreptunghiulare etc) si a cutiilor din tabla de aluminiu in timp ce faltuirea este folosita la confectionarea cutiilor din tabla cositorita lacuita a caror inaltime este fie mai mica, fie mai mare decat diametrul.

Confectionarea cutiilor prin ambutisare

Ambutisarea este operatia de prelucrare prin deformare plastica a unui semifabricat de tabla sau folie pentru a obtine obiecte cave. Aceasta deformare se face la volum, suprafata si deci grosime constante(cel putin teoretic).

Tabla destinata ambutisarii este adusa intre o matrita si o piesa de presiune. Forma cava este realizata de un poanson ce preseaza asupra tablei. Poansonul realizeaza forma interioara, matrita pe cea exterioara iar piesa de presiune impiedica deformarea tablei in planuri nedorite. In cazul cutiilor din tabla cositorita se poate realiza si nervurarea corpului cutiei.

Cutiile din aluminiu sunt confectionate intotdeauna prin ambutisarea tablei in prealabil lacuita. Factorul cel mai important pentru mentinerea integritatii lacului este raportul dintre inaltimea cutiei si diametrul acesteia, lacul fiind cu atat mai solicitat in timpul confectionarii cu cat raportul este mai mare.

Confectionarea cutiilor metalice prin sudare- faltuire

Pentru confectionarea cutiilor prin faltuire se folosesc:

- aliaje de lipit: aliaje de staniu si plumb;

- decapanti pentru inlaturarea oxizilor si a altor impuritati(grasimi , lacuri) folositi sub forma de solutie: solutie alcoolica 10-15% de clorura de zinc, solutie 10-15% colofoniu in benzina, amestec de 65% clorura de zinc si 35% clorura de amoniu;

- materiale de etansare pentru a asigura etanseitatea intre capacul si corpul cutiei in interiorul faltului:solutii de cauciuc natural in solventi organici.

Caracteristici dimensionale ale cutiilor metalice:

Cutii metalice pentru conserve alimentare

Caracteristicile cutiilor metalice inchise cu capace faltuite cu forma rotunda si nerotunda(cu sectiune dreptunghiulara, ovala sau rotunjita) destinate ambalarii produselor alimentare de uz general, carnii si produselor din carne si pestelui si produselor din peste.

De remarcat ca aceste cutii sunt confectionate prin sudare(corp)-faltuire capace si ambutisare.

Clasificarea diferitelor tipuri de cutii de conserve:

cutii cilindrice netede din trei piese cu corpul fara nervuri obtinut prin sudare plata;

cutii cilindrice nervurate din trei piese;

cutii cu sectiune dreptunghiulara si in forma de mandolina;

cutii ambutisate rotunde;

cutii ambutisate ovale.

Cutii metalice cilindrice cu capac presat.

Cutiile metalice cilindrice cu capac presat sunt destinate ambalarii produselor granulare pulverulent (cafea, cacao) sau lichidelor vascoase.

Cutiile metalice inchise prin termosudare sunt confectionate din tabla de aluminiu prin ambutisare. Sectiunea transversala este rotunda, dreptunghiulara cu colturile rotunjite (cea mai frecventa), ovala etc. Pentru bere, bauturi racoritoare carbonatate, diferite bauturi alcoolice (votca, lichioruri), apa minerala etc. se folosesc cutii metalice din doua piese obtinute prin ambutisare, confectionate din tabla de otel inoxidabil sau tabla de aluminiu si lacuite la interior.

Cutiile din doua piese sunt alcatuite dintr-un corp monobloc ambutisat si capac inchis prin faltuire. Aceste cutii prezinta numeroase avantaje:

sunt incasabile si mult mai usoare in comparatie cu buteliile din sticla;

sunt nereturnabile;

pot fi stivuite foarte usor;

se deschid usor fara a fi necesare instrumente pentru deschidere;

asigura o utilizare buna a spatiului in frigider;

pe exteriorul cutiei pot fi imprimate reclame atractive si eficiente;

sunt impermeabile la lumina;

produsele ambalate in cutii pot fi pasteurizate dupa inchiderea acestora;

sunt cele mai economice ambalaje de unica folosinta.

Cutii metalice din aluminiu inchise prin termosudare:

a)cutie rotunda; b)cutie rotunda cu capac cu limba de rupere prelungita; c) cutie cu sectiune dreptunghiulara cu colturile rotunjite; d) cutie cu sectiune dreptunghiulara cu laturile lungi rotunjite.

Inchiderea se realizeaza folosind o folie de aluminiu acoperita cu PP care se termosudeaza pe decuparea capacului aplicat prin faltuire. Acest mod de inchidere a fost adoptat pentru usurinta deschiderii.

Fiind destinate ambalarii portiilor de produse semipreparate in diferite sosuri pe baza de tomate, aceste cutii trebuie sa asigure realizarea tratamentului termic

Cutii metalice pentru bere si alte bauturi prin sterilizare, astfel ca se explica de ce folia de aluminiu este acoperita termic prin sterilizare, astfel ca folia de aluminiu este acoperita cu PP, material termoplastic cu termosudabilitate mare (circa 150-160˚ C) care rezista la temperatura de sterilizare.

Sisteme de deschidere.

Deschiderea cutiilor metalice se poate face prin metoda clasica cu folosirea unui instrument, fie fara folosirea unui instrument auxiliar.

Deschiderea clasica.

Deschiderea clasica se realizeaza folosind un instrument de deschidere si se aplica in urmatoarele situatii:

cutii cu capace clasice (superior si inferior) faltuite, care pentru deschidere necesita un instrument . Deschiderea poate fi: fie total in cazul produselor pastoase, fie prin perforare in cazul produselor pastoase, fie prin perforarea in cazul produselor lichide.

cutii cu capace clasice(superior si inferior) faltuite, la a caror fabricare se decupeza o limba de rupere si in continuarea acesteia se subtiaza metalul corpului cutiei pe intreaga circumferinta pe doua directii paralele distantate la 3-5 mm. Acest sistem permite deschiderea folosind o cheie atasata la cutie, care prinde limba de rupere apoi, prin rasucire, rupe in continuare fasia din corp incadrata intre cele doua directii paralele unde tabla este subtiata.

cutii cu capace clasice faltuite si cutii ambutisate cu capac faltuit cu sistem de deschidere " Norvegian " la care tabla capacului subtiata pe margini are o limba de rupere care prinsa cu o cheie, produce prin rasucire ruperea capacului dupa perimetrul subtiat.

cutii cu capac lipit (in loc de faltuit) la care se aseaza o limba de rupere.

Aceasta din urma prinsa cu o cheie, prin rasucire produce dezlipirea capacului.

Deschiderea fara instrument

Deschiderea cutiilor metalice fara utilizarea unui instrument este practicata in urmatoarele conditii:

- cutiile metalice pentru bere se inchid cu capace care au posibilitatea de a se rupe partial. Aceasta este posibil deoarece pe un perimetru ce reprezinta cca1/10 din suprafata capacului este subtiata. De aceasta portiune este nituita o limba de rupere care prin tragere produce ruperea tablei capacului dupa perimetrul subtiat si deci deschiderea cutiei.

In cazul cutiilor metalice destinate ambalarii produselor pastoase perimetrul de rupere este situat pe marginea capacului pentru a asigura dupa rupere o deschidere mai mare pentru evacuarea produsului, iar limba de rupere este nituita la una din extremitati. Deschiderea se face prin simpla tragere de limba de rupere.

- cutiile cu capace faltuite si cu banda adeziva se deschid prin dezlipirea unei benzi adezive confectionate din folie de aluminiu si material plastic care inlocuieste banda de rupere clasica.

1.3. Bidoane metalice

Bidoane metalice din aluminiu

Pentru transportul laptelui si produselor lactate (smantana, branza proaspata, inghetata, frisca, etc) se utilizeaza bidoane confectionate din aluminiu. Tabla este tratata termic 30-60 minute la 525˚ C ±5˚C, tratare urmata de revenire 4h la 175˚C. Astfel se obtine o tabla foarte maleabila din care se confectioneaza prin ambutisare bidoane monobloc. Corpul si capacul bidoanelor se executa fiecare dintr-o singura bucata. Suprafata trebuie sa fie neteda, admitandu-se doar asperitati care nu pot fi eliminate prin prelucrare. De asemenea, piesele din aluminiu si aliaje de aluminiu trebuie protejate prin decapare impotriva coroziunii. In tara noastra se folosesc bidoane tip A, cu capacitate de 10 l si tip B de 25 l. In alte tari se utilizeaza bidoane si de alte capacitati (5, 20, 30, 40, 50 l), care se inchid fie cu capace din aliaj de aluminiu, fie din material plastic sau cauciuc.

Butoaie metalice.

Butoaiele metalice au aparut ca o alternativa a butoaielor din lemn. Ele sunt fie bombate, prevazute cu 2 inele din cauciuc pentru a putea fi rostogolite mai usor, fie cilindrice.

Sunt confectionate din aluminiu, otel inoxidabil, tabla de otel sau tabla decapata.

Butoaie din aluminiu.

Butoaiele din aluminiu se confectioneaza din tabla de aliaje de aluminiu cu grosimea de 4 mm, placata la interior cu aluminiu pur. Se obtin 2 semicochilii care se asambleaza prin sudura electrica in atmosfera de argon. Dupa confectionare, butoaiele sufera un tratament termic de revenire si o anodizare. Tratamentul termic are scopul de a imbunatatii caracteristicile mecanice ale metalului, aceasta deoarece butoaiele sunt supuse la solicitari dure in timpul manipularii. Durata de utilizare a butoaielor tratate termic este de 8 sau 10 ani. Anodizarea are scopul de a crea la suprafata metalului un strat de oxid de aluminiu rezistent din punct de vedere chimic, care impiedica coroziunea. Operatia de anodizare a butoaielor pentru bere consta in legarea acestora la anodul unei bai de electroliza ce contine solutie 15% acid sulfuric, dupa care oxidul anhidru format trece in oxid monohidrat compact.

Oxidarea anodica poate fi inlocuita cu acoperiri interioare cu rasini epoxidice. In SUA se folosesc ceruri microcristaline sau parafina care se aplica pe suprafata interioara a butoaielor mentinute la temperatura ridicata pana ce materialele de acoperire sunt topite.

In Germania, pentru vin se utilizeaza numai butoaie care sunt atat anodizate, cat si lacuite, iar pentru bere se utilizeaza butoaiele anodizate. In tara noastra se folosesc butoaie de bere din aliaj de aluminiu avand capacitati de 50 si 100 l. In tarile europene se folosesc butoaie de acelasi format ca mai sus, insa avand mai multe capacitati.

Butoaie din otel inoxidabil.

Butoaiele din otel inoxidabil bombate sunt protejate cu o manta poliuretanica si prevazute cu 2 inele pentru o rostogolire mai usoara.

Butoaiele din otel inoxidabil cilindrice, denumite international kegg-uri, sunt recipiente standardizate confectionate prin ambutisare si sudare in atmosfera de argon, operatii urmate de un tratament de suprafata prin decapare si pasivizare.

Butoaie din otel inoxidabil:

- butoi bombat;

- keg(butoi cilindric);

- keg cu camera gazoasa interioara.

Keg-urile au permanent montate armaturile necesare pentru umplere, golire, igienizare si sterilizare.

Avantajele keg-urilor sunt urmatoarele:

toate operatiile de transport , depozitate, igienizare, sterilizare, si umplere pot fi

automatizate;

sunt recipiente inchise cu detectare automata a oricarei scurgeri;

permit o manipulare usoara pentru consumul berii continute, inclusiv golirea partiala;

dupa golire au inca suprapresiune in interior si nu sunt deschise in afara fabricii de bere astfel ca orice contaminare din exterior este evitata.

Butoiase din otel inoxidabil

Denumite keggy, butoiasele din otel inoxidabil fac parte, alaturi de butoiasele mici pentru petreceri din categoria recipientelor speciale pentru bere.

Aceste recipiente sunt prevazute cu o camera de dioxid de carbon interioara, un regulator de presiune si armaturi speciale, necesare umplerii, golirii, spalarii si sterilizarii. La exterior butoiasul este protejat de o carcasa elastica cu sectiune transversala patrata care usureaza si transportul. Armaturile speciale pentru umplere si golire sunt usor de utilizat de catre consumatori, usor de spalat si singure din punct de vedere microbiologic.

Butoaie din tabla de otel si tabla decapata

Butoaiele din tabla de otel cu deschidere totala sunt sub forma cilindrica prevazute cu doua capace care pot fi plate, convexe, intarite cu nervuri etc. conform acordului dintre cumparator si producator. Pe partea cilindrica sunt prevazute cu doua nervuri pentru facilitatea rostogolirii. Capacitatea acestor butoaie este de 213, respectiv 216,5 litri, diferenta constand in aceea ca cel din urma are prevazut pe unul dintre capace dispozitive de inchidere (vrana si dop). Diametrul butoaielor este de 595 mm, iar inaltimea de 880 mm.

Butoaiele din tabla decapata , in prezent aproape scoase din uz sunt destinate ambalarii in vrac a produselor lipsite de actiune coroziva , in vederea transportului si depozitarii . Sunt confectionate , asa cum sugereaza si numele, din tabla de ambutisare decapata si au capacitatea utila de 220 litri.

Ele se executa in doua tipuri:

tip I cu capac si fund asamblat de manta prin falt dublu, cu vrane montate in capac, destinate produselor lichide (ulei comestibil, glucoza);

tip II cu fund asamblat de manta prin falt dublu, cu capac mobil si colier de fixare, destinate produselor in stare vascoasa, pulverulenta sau granulara.

1.4.Ambalaje aerosol

Ambalajul aerosol este un recipient in care produsul activ este introdus impreuna cu un gaz propulsor sub presiune. Gazul propulsor exercita asupra produsului activ o presiune datorita careia, la deschiderea orificiului de evacuare, produsul ambalat este expulzat sub forma dispersata in picaturi foarte mici. In industria alimentara aerosolii se folosesc la ambalarea diferitelor creme, condimente, maioneze, preparate pentru decorarea in patiserie, ciocolata lichida, unt , miere, dulceata , frisca etc.

Ambalajele aerosol se compun din urmatoarele elemente: recipient, valva cu butonul dispersor si tubul plonjor, gazul propulsor si produsul activ care este produsul ambalat.

Principiul de functionare al unui ambalaj aerosol se bazeaza pe diferenta de presiune interioara a propulsorului si presiunea atmosferica, aceasta diferenta asigurand energia necesara, la deschiderea valvei prin apasarea butonului dispersor, pentru fortarea produsului, sa urce prin tubul plonjor si sa fie eliberat la exterior.

Gazul propulsor trebuie ales pentru fiecare produs si dozat cu grija pentru obtinerea eficacitatii dorite. El poate fi solubil sau insolubil in produs, de asemenea, se poate afla in stare lichida sau gazoasa.

Ambalaje aerosol cu propulsor lichefiat si cu propulsor in stare gazoasa

Ambalaje aerosol cu propulsor lichefiat

1.Ambalaj bifazic

Un aerosol bifazic se caracterizeaza prin solubilitatea gazului propulsor in produsul activ. Continutul acestui ambalaj este format din doua faze: una constituita din produsul activ in care este dizolvat gazul propulsor si alta constituita din gazul propulsor sub presiune.

Cand orificiul de evacuare se deschide, solutia de produs activ si gaz propulsor trece prin tubul imersat in atmosfera. Gazul propulsor, care in interiorul ambalajului este sub presiune, isi mareste brusc volumul in contact cu presiunea atmosferica si favorizeaza dezintegrarea produsului activ in particule foarte fine.

La acest tip de ambalaj aerosol, pe masura ce se evacueaza solutia, volumul ramas este ocupat de gazul propulsor provenit din produsul activ in care este dizolvat. De aceea, in acest ambalaj presiunea gazului propulsor ramane constanta pana la evacuarea completa a produsului activ.

In aceasta categorie de gaze propulsoare se include bioxidul de carbon care este solubil in multele din lichidele ce se preteaza ambalarii in tuburi aerosol; practic nu este influentat de temperatura si este considerat conservant, antiseptic si totodata previne coroziunea metalica.

Aerosol trifazic

Un aerosol trifazic este caracterizat prin insolubilitatea gazului propulsor in produsul activ. Continutul propulsor, fiind sub presiune apasa asupra produsului activ astfel incat, la apasarea butonului dispersor si deschiderea orificiului de evacuare, produsul activ iese prin tubul imersat si , in continuare, este expulzat sub forma de picaturi mici. Pe masura ce se evacueaza, produsul activ isi micsoreaza volumul , gazul propulsor ocupa un volum din ce in ce mai mare si deci isi micsoreaza presiunea.

La aceasta categorie de ambalaje aerosol, gazul propulsor cel mai utilizat este azotul datorita proprietatilor sale; incolor, inodor, insipid netoxic, nu se dizolva si nu se amesteca cu produsul activ, este putin sensibil la ridicarea temperaturii.

Un caz particular al unui aerosol trifazic este aerosolul emulsie , la care gazul lichefiat insolubil in lichidul activ si acesta din urma formeaza o faza dispersata si o faza continua ca suport pentru faza dispersata. Este cazul produselor sub forma de spuma ( creme, frisca). La deschiderea valvei, lichidul este expulzat si la contactul cu aerul picaturile de propulsor se vaporizeaza instantaneu determinand aparitia unei multimi de bule foarte fine in interiorul propulsorului activ si formand spuma.

Ambalaje aerosol cu propulsor in stare gazoasa

Daca in cazul aerosolilor cu propulsor lichefiat presiunea interna ramane constanta, in cazul aerosolilor cu propulsor in stare gazoasa comprimat in recipient, presiunea interna scade pe masura utilizarii neputandu-se reveni la valoarea initiala. Cu toate acestea, presiunile interne initiale sunt suficient de mari ca sa nu scada prea mult in timpul utilizarii.

Gazele cele mai folosite ca propulsor in stare comprimata pentru produsele alimentare sunt azotul si dioxidul de carbon, ale caror avantaje au fost prezentate la descrierea aerosolilor bifazic respectiv trifazic.

1.4. Confectionarea ambalajelor aerosol

Din punct de vedere al tehnologiei de fabricatie, tuburile ambalajelor aerosol se impart in:

- pentru tuburi de aluminiu:tuburi monobloc si tuburi din doua piese;

- pentru tuburi de tabla cositorita: tuburi din doua si din trei piese;

Tuburile monobloc se executa astfel: prin filare prin impact se realizeaza un tub cu fundul avand o alta grosime decat cea a peretelui; tubul se taie la inaltimea dorita si se reduce diametrul la capatul superior pana la 20 mm (sau alt diametru dorit) prin introducerea intr-un numar mare de matrite; aceasta reducere succesiva a diametrului elimina riscul fisurarii tubului. Protectia interioara se realizeaza prin lacuire, prin oxidare anodica sau prin ambele procedee.

Tuburile de aluminiu se confectioneaza tot prin filare prin impact, succesiunea operatilor fiind urmatoarea: bucata de metal prin care se obtine tubul prin filare este perforata la mijloc astfel incat dupa filare acest orificiu corespunde deschiderii de la capatul superior al tubului; capatul opus este la inaltimea dorita, dupa care se realizeaza un bord pentru a permite fixarea fundului prin rolare. Fundul poate fi din aluminiu, aliaje de aluminiu sau din tabla

cositorita. Etanseitatea se realizeaza prin interpunerea unui strat de material plastic pe inelul de contact intre fundul si corpul tubului.

Tuburile aerosol din tabla cositorita se confectioneaza prin faltuire si sunt alcatuite din:

- corpul tubului care este fie lipit, fie faltuit si lipit longitudinal;

- capul tubului unde urmeaza a fi montata valva;

- capacul inferior.

In cazul confectionarii tuburilor aerosol prin ambutisare, capacul superior este parte integrata a corpului tubului iar capacul inferior este faltuit.

Coroziunea metalului este evitata prin cositorie si prin lacuirea suprafetei interioare.

Materiale metalice utilizate la confectionarea ambalajelor metalice

1.Fierul si aliajele sale

Fierul este un metal cu caracter electronegativ moderat (potentialul standard Fe/Fe²⁺ = - 0,44 V). Din aceasta cauza el se corodeaza in contact cu mediile acide si neutre, trecand in solutie sub forma de ioni Fe²⁺, iar in mediu puternic alcalin se corodeaza cu formare de feriti, nefiind corodat in medii slab alcaline. Peliculele protectoare sunt constituite din oxizi si din hidroxizi de fier. In conductele pentru transportul apelor dure se formeaza un strat protector de CaCO₃, astfel ca la aceste conducte coroziunea fierului este mai putin accentuata ca la conductele de apa cu duritate redusa. In solutii de cloruri alcaline aerate, viteza de coroziune creste odata cu concentratia solutiei, pana la o anumita limita, dupa care ea scade. Rezistenta la coroziunea atmosferica depinde de tipul de contact al umezelii cu fierul, natura atmosferei si compozitia chimica a fierului si otelului. In atmosfera uscata, viteza de coroziune este foarte mica, in timp ce in atmosfera umeda de tip industrial, viteza de coroziune este apreciabila.

Viteza de coroziune a fierului si otelului in contact cu solul este mare in solurile umede, saline si bine aerate, suferind in special coroziune locala puternica.

Tabelul 1. Prezinta proprietatile si utilizarea aliajelor fierului in industria alimentara. [Turtoi, M., 2001]

Cuprul si aliajele sale.

Cuprul este un element cu caracter nobil moderat. El poate forma compusi cu ioni monovalenti si bivalenti care, datorita solubilitatii diferite, exercita o influenta importanta in coroziune. In tabelul urmator sunt prezentate proprietatile si utilizarea cuprului si aliajelor sale in industria alimentara.

Tabel 2 Proprietatile si utilizarile cuprului si aliajelor sale in industria alimentara[Turtoi, M., 2001]

3. Nichelul si aliajele sale

Tabel 3    In tabelul urmator sunt prezentate proprietatile si utilizarea nichelului si ale aliajelor sale in industria alimentara. [Turtoi, M., 2001]

4. Aluminiul si aliajele sale

Aluminiul este un metal de culoare alba, usor, moale, plastic, cu temperatura de topire 658⁰ C. Conduce foarte bine caldura si electricitatea. In medii acide se dizolva sub forma de ioni Al³⁺, cu degajare de hidrogen. In solutii alcaline, manifesta, de asemenea, tendinta accentuata de a se dizolva sub forma ionului aluminat AlO^2-. Rezistenta la coroziune este determinata de comportarea stratului de oxid de aluminiu care se formeaza spontan si uniform pe suprafata metalului. Pelicula formata natural in contact cu aerul are grosimea de 0,01-0,03 µm, este compacta, dura, are o foarte buna aderenta si are un caracter amfoter. Se dizolva in solutii puternic acide si puternic bazice, ceea ce permite coroziunea intensa a metalului. In mediile neutre si in apa stratul de oxid este stabil, existand doar posibilitatea coroziunii punctiforme mai ales in solutii de cloruri.

Tabelul. 4

Tabelul urmator prezinta proprietatile aluminiului si aliajelor sale.

5. Staniul

Datorita proprietatilor sale, elasticitate si rezistenta la coroziune, staniul este folosit mult in industria alimentara ca material de ambalare. Totusi, fiind un metal scump, nu permite folosirea sa pe scara larga. Mai jos sunt prezentate proprietatile, aspectele toxicologice si utilizarile staniului ca material pentru con­structia utilajelor sau la confectionarea materialelor destinate ambalarii produselor alimentare.

Tabel 5.

Proprietatile si utilizarile staniului in industria alimentara

6. Tabla cositorita

Tabla cositorita este o tabla de otel moale acoperita cu staniu pe ambele fete. In urma operatiei de cositorire rezulta o structura stratificata.

Filmul de ulei usureaza glisarea foilor una peste alta, reduce zgarierea la manipulare, usureaza ambutisarea, asigura o usoara protectie impotriva oxidarii si usureaza lacuirea si executarea decoratiei interioare. La tabla cositorita la cald se foloseste ulei de bumbac rafinat, ingrijit si eliberat de continutul de stearati, iar la tabla cositorita la rece se foloseste ulei de palmier.

Filmul de oxid de staniu are rol de pasivizator. El asigura o buna etanseitate, marind rezistenta la oxidare a tablei cositorite, franeaza fenomenele de sulfurare, diminueaza inchiderea culorii stratului de staniu datorita caldurii si influenteaza aderenta lacurilor aplicate pe tabla cositorita.

Stratul de staniu este cel care asigura proiectia fierului impotriva atacarii sale de catre agentii corosivi. In solutii cu pH<2,5, fierul este mai electronegativ decat staniul, astfel ca staniul este un activator al dizolvarii fierului, deci al corodarii lui. In cazul in care cele doua metale in contact sunt introduse in solutie cu pH>2,5, staniul este mai electronegativ fata de fier_, constituind pentru acesta din urma strat protector impotriva dizolvarii si deci a corodarii. In cutiile de conserve unde se gasesc in general acizi organici: acid acetic, citric, lactic, malic, oxalic, pH-ul este mai mare de 2,5 si, deci, staniul devine metal anodic si protejeaza fierul impotriva coroziunii. Staniul se dizolva primul si ionii de hidrogen formati din reactia dintre staniu si mediul acid se descarca pe fier, formand in jurul acestuia un strat protector, polarizand catodul. Sarurile de staniu formate sunt inhibitori de coroziune.

Ulei

Structura stratificata a tablei acoperite[Turtoi, M., 2001] :

a-tabla cositorita: 1 - strat de oxid de cositor; cositor; 3 - aliaj Fe-cositor; - strat de otel;

b-tabla cromata: 1 - oxid de crom; strat de crom electrolitic; otel

Tabel.6

Proprietatile si utilizarea tablei cositorite in industria alimentara[Turtoi, M., 2001]

7. Materiale de acoperire de natura organica

Aceste materiale, care vin in contact direct cu mediul agresiv, sunt folosite la proiectia anticorosiva atat a utilajelor cat si a ambalajelor. Ele se clasifica astfel: lacuri si vopsele, parafine si ceruri microcristaline, materiale de acoperire plastice. Alegerea materialelor de acoperire se face tinand cont de proprietatile peliculei protectoare pe care o formeaza, de solventul cel mai potrivit si de metoda adoptata pentru depunerea stratului protector.

.Lacuri si vopsele

Lacurile sunt solutii coloidale ale unei substante filmogene (rasina, ulei sicativ) intr-un solvent sau intr-un amestec de solventi. Substantele filmogene se mai numesc si lianti.

Vopselele sunt preparate cu compozitia analoga cu cea a lacurilor, conti­nand in plus pigmenti. Dupa evaporarea solventului, substanta filmogena formeaza o pelicula solida si aderenta, care are numeroase calitati, acestea fiind in concordanta cu utilizarea careia ii este destinata.

Pentru acoperirile interioare la ambalaje si utilaje, aceste calitati sunt:

- de ordin fizic si mecanic; flexibilitate, aderenta, duritate;

- de ordin fizico-chimic; impermeabilitate;

- de ordin chimic: rezistenta la substante corosive, absenta gustului si substantelor odorante transmisibile produselor ambalate, absenta toxicitatii.

In afara de acestea, lacurile si vopselele trebuie sa fie suficient de volatile si sa aiba o vascozitate potrivita.

Desi se mai utilizeaza, dar in proportie redusa, lacuri oleo-rasinoase care, alaturi de rasinile naturale (copal), contin uleiuri sicative (ulei din lemn de China, ulei de in), o utilizare din ce in ce mai frecventa o au lacurile pe baza de rasini sintetice.

Tabel 7.1

Proprietatile si utilizarea lacurilor si vopselelor in industria alimentara Richard Coles 2004]

7.PARAFINE SI CERURI MICROCRISTALINE

Tabel.7.

Proprietati, aspecte toxicologice si utilizarea parafinelor si cerurilor microcristaline in industria alimentara Richard Coles 2004]