TIPURI DE AMBALAJE METALICE SI MATERIALE UTILIZATE LA CONFECTIONAREA ACESTORA

1.Tipuri de ambalaje metalice

1.1.Cutii metaliceCutiile metalice sunt recipiente metalice rigide confectionate dintr-un material cu o grosime

nominala maxima de0,49 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:

-In functie de forma, cutiile metalice se impart in:

-         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 rotungite  care

pot fi semicirculare sau elipsoidale;

-         cutie ovala - cu sectiune  transversala ovala;

-         cutie trapezoidala - cu unghiurile rotunjite.

-         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 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.

1. 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 de25 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.

1.4.1   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

  4. Aluminiul si aliajele sale

           Aluminiul este un metal de culoare alba, usor, moale, plastic, cu temperatura de topire 6580C. Conduce foarte

bine caldura si electricitatea. In medii acide se dizolva sub forma de ioni Al 3+, cu degajare de hidrogen. In solutii

alcaline, manifesta, de asemenea, tendinta accentuata dea se dizolva sub forma ionului aluminat AlO2-. 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.

Utilizarea aluminiului si aliajelor sale

Folia de     aluminiu (alfol)

Grosime: 0,004-0,2 mm

0,02 si0,025 mm

0,02-0,05 mm

0,12-0,2 mm

Substrat pentru ambalarea produselor de tutun, produselor zaharoase, ciocolatei, zaharului pudra, untului, branzeturilor, inghetatei, concentratelor alimentare, produselor congelate si a altor produse ca: ceai, cafea, piper,  boia, cacao,  paine, biscuiti, napolitane, pesmeti etc.Obtinerea     materialelor     complexe     destinate     ambalarii concentratelor de supe deshidratate.Confectionare de capsule pentru butelii din sticla, in special pentru   produse   alimentare   lichide   destinate   unei   scurte pastrari (lapte, produse din lapte pasteurizat si insamantat cu culturi pure, suc de portocale etc.).

Confectionare capace pentru inchidere sub vid a diverse produse (gemuri, marmelade etc.)

Asociate cu rasini sau hartie se folosesc la acoperiri inferioare sau exterioare pentru ambalarea produselor congelate (carne tocata congelata, specialitati de carne etc.)

Confectionare   capsule   pentru   lichide   sub   presiune   sau capsule cu diametru mare.

Tabla de aluminiu Grosime: 0,22-0,25 mm

Confectionarea cutiilor de conserve, cutiilor pentru bauturi (bere), capacelor pentru borcane de sticla utilizate in industria conservelor (tip OMNIA) sau capsulelor filetate pentru diverse tipuri de butelii (pentru bauturi alcoolice).

> 1 mm Ambalaje de dimensiuni mai mari, recipiente, cisterne.

Butoaie pentru transportul berii - aliaj Al-Mg-Si sau aliaj mai dur Al-Mn captusite la interior cu Al cu puritate 99,5%.

Bidoane pentru pastrare lapte, smantana, frisca, inghetata si branza de vaci (nu schimba gustul si mirosul) - aliaj Al-Si-Mg sau Al-Si-Mg-Mn captusite la interior cu Al pur.

Bidoane pentru lapte proaspat - aliaj Al-Mn ssu Al-Mg care au duritate suficienta, dar nu rezista fata de laptele acid.

Ambalaje aerosol - circa 80% din ambalajele aerosol sunt produse din aluminiu sau aliaje ale sale.

Deficiente Coroziunea: folia de aluminiu utilizata la ambalarea branzeturilor topite sau fermentate sufera o coroziune locala cand este in contact cu produsul ambalat, datorita fosfatului disodic folosit la fabricarea acestora. Viteza de coroziune creste sub influenta oxigenului, coroziunea capatand un caracter perforant si distrugand ambalajul. Se evita prin asigurarea integritatii ambalajului si lacuirea fetei inferioare a foliei sau a tuburilor de aluminiu folosite pentru ambalare.

Distrugerea foliei de aluminiu in cazul caserarii cu hartie cand continutul de cloruri este mai mare de 0,1 %.

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

Proprietati Metal  de  culoare  gri,   foarte  stralucitor cand  este   pur  (cantitati  mici de impuritati ca plumbul, arsenul si stibiul reduc mult stralucirea).

Densitatea 7280 kg/m3 si temperatura de topire 2320C.

Foarte maleabil, ceea ce permite obtinerea de foi cu grosimea de 0,002 -0,003 mm.

Prezinta duritate si tenacitate redusa.

Caracter amfoter, reactionand atat in mediu acid cat si mediu alcalin.

Acizii organici ataca putin staniul in absenta aerului, dar in prezenta acestuia este puternic; este rezistent la umiditate.

Toxicologie Metal netoxic, ceea ce favorizeaza folosirea sa la ambalajele pentru alimente.Utilizare Aliaje staniu - plumb (2%Sn si 96% Pb cu temperatura de topire de peste3000 C) folosite la

lipit in tehnologia confectionarii cutiilor de conserve.

Tabla cositorita, folosita la confectionarea cutiilor de conserve - staniul este material de protectie a tablei de fier.

Folii de staniu (staniol) cu  grosimi  variabile  pentru   ambalarea  anumitor branzeturi, a unor mezeluri etc.

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 sefoloseste 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; 2 - cositor; 3 - aliaj Fe-cositor; 4 - strat de otel;

 b-tabla cromata:   1 - oxid de crom; 2 - strat de crom electrolitic; 3 - otel

Tabel.6

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

Tabla cositorita Clasificare, proprietati

Dupa cantitatea de cositor

Tabla cositorita electrolitic - cositor: 2,24 - 22,4 g/m2

Tabla cositorita la cald- cositor: 22,4 - 45g/m2

Tabla diferentiata - pe o fata are 2,8 - 5,5 g/m2  iar pe cealalta fata

5,5- 15,1 g/m2

In functie de duritate

Tabla pentru ambutisare normala se foloseste pentru obiecte

confectionate prin presare, avand forme cave cu adancime  pana la 10 mm (tabla laminata la cald).

Tabla pentru ambutisare profunda are ductilitate mare si se foloseste pentru confectionarea obiectelor cu adancimi pana la 60 mm (tabla laminata la rece).

Tabla cositorita lacuitaCoroziune a tablei

La pH>5-5,5 nu mai apare problema corodarii tablei cositorite.

cositoritePrezenta oxigenului in produsele conservate duce la combinarea cu hidrogenul care a polarizat catodul (fierul), initiind astfel procesul de coroziune care continua in masura in care mai exista oxigen.Compusii care fixeaza staniul sau care, ca si oxigenul, fixeaza hidrogenul care

polarizeaza catodul, sunt acceleratori de coroziune. Acestia sunt:- pigmentii antocianici prezenti in fructele rosii (cirese, prune, coacaze)

- oxidul de trimetilamina (prezent in crustacee, peste de mare)

- produsi care apar in urma caramelizarii la unele conserve (dulceturi de fructe, pasta de tomate)H2S degajat de unele produse la sterilizare (carne, peste, mazare, fasole alba) se combina cu cositorul rezultand sulfura de staniu, de culoare bruna (marmoratia bruna sau albastra in interiorul ambalajelor): H2S,  venind incontact cu fierul prin locurile unde stratul de cositor este deteriorat, formeaza sulfura de fier de culoare neagra si cu aspect pulverulent, care nu prezinta importanta din punct de vedere toxicologic, dar   dauneaza  prezentarii produsului.Samburii   unor  fructe   (cirese,   prune)   produc  o   coroziune   de  intensitate neobisnuita,

legata de prezenta   -glucozidazei.Utilizare DuritateRockwell Caracteristici

de prelucrare

Domeniul de utilizare

46 - 53 Foarte ductila: utilizabila pentru trageri repetate

Recipiente cu ambutisare adanca

53-60 Calitati pentru uz generalCapace, capsule cu sau fara filet, capsule coroana, cutii cu diametru mare

60-68 Rigiditate mare Recipiente cu diametru mare, cutii care sa reziste la vid

68-73 Foarte mare rigiditateCutii de bere si funduri de cutii care sa reziste la presiune interioara

Proprietati Se evita contactul dintre produsul ambalat si suprafata stratului de cositor prin lacuirea suprafetei interioare.

Lacuri

Conditii

Netoxice, sa nu modifice gustul produsului ambalat.

Rezistenti la actiunea agresiva a produsului ambalat.

Sa se aplice usor si sa se usuce rapid.

Rezistenta   la   solicitarile   mecanice   si  termice   din  timpul confectionarii cutiilor.

Sa fie economice si sa aiba aspect atragator.

SortimenteNaturalesau oleo-rasinoase

Constituite din rasini naturale si uleiuri sicative, folosind terebentina ca solvent.

Asigura protectie suficienta impotriva acizilor, a sulfului si a compusilor acestuia.

Tabla cositorita lacuita

Sintetice pe baza de Rasini fenolice - sulforezistente

Rasini epoxidice - acidorezistente

Rasini vinilice

Amestec de rasini epoxidice si vinilice in  anumite proportii

Avantaje: - rezistenta fizica si chimica mare

                - nu se inmoaie la sterilizare

                - se usuca rapid, au aderenta

                - rezistenta la acizi si la sulf mai mare

  - nu dau produsului gust sau miros strain

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.

7.1.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]

A) Lacuri oleo-rasinoase pe baza de rasini naturaleProprietati Sunt constituite din gume vegetale naturale si uleiuri sicative, avand ca diluant White spirt

(solvent nafta).

Filmul rezultat este suficient de flexibil, astfel ca nu mai este necesar adaosul de plastifianti.Utilizari Acoperire interioara fara gust si miros pentru cutiile metalice folosite in industria conservelor.B) Lacuri pe baza de rasini termoplastice (rasini vinilice, clor-cauciuc, esteri si eteri celulozici)Proprietati Dupa   evaporarea   solventului,   dau  filme   lipsite   de flexibilitate, cu toata prezenta

macromoleculelor sub forma de lanturi liniare lungi.

Anumite rasini (acetali si butirali polivinilici, copolimeri pe baza de clorura de viniliden) dau un film suficient de flexibil fara adaos de plastifianti.

O flexibilitate marita a acestor filme se poate  obtine  prin adaugarea de plastifianti care se

infiltreaza in reteaua lanturilor macromoleculare,  micsorand intensitatea fortei de atractie dintre ele.

Lacuri pe baza derasini vinilice

Policlorura de vinil

Proprietati Solubilitate slaba in solventi, stabilitate la caldura si la radiatiile vizibile si ultraviolete.

Utilizari Sub forma de latex (solutie apoasa) sau pasta(suspensie stabila intr-un plastifiant).

Ca material de acoperire impermeabil pentru hartie si carton.Policloracetat de vinil

Proprietati Solubil intr-un mare numar de solventi: acetatul de etil, metil-etilcetona, metil-izobutilcetona, acetona, dicloretanul, dioxanul, diclormetanul, clorbenzenul, cloroformul, acetatul de butil, ciclohexanona, eterul acetilacetic, oxid de mesitil (izopropilidenacetona).

Putin sensibil la apa si la agenti chimici.Utilizari Material de acoperire   pentru   hartie,   carton, pluta

(garnitura pentru borcane), metale (tabla pentru cutii de conserve).

Poliacetat de vinil

Proprietati Film lipsit de fragilitate, rezistent la grasimi, putin rezistent la apa.

Acetat polivinilic

Proprietati Impermeabil la apa.

Acetat polivinilic

Proprietati Impermeabil la apa.Utilizare Ambalaje destinate produselor umede (carne, fructe), sau la

acoperirea interioara a foliei de aluminiu pentru ambalarea branzeturilor.Cand este necesar ca pelicula sa fie flexibila se adauga lacului plastifianti ca: tricrezilfosfat, diversi ftalati (ftalatul de butil), ulei de lemn de China, clordifenil.

Pelicula plastifiata are o aderenta foarte buna la metale.Utilizare Pentru acoperirile interioare ale butoaielor, cuvelor,

vagoanelor cisterna pentru alcool, vin etc.Lacuri pe baza de derivati celulozici

Nitroceluloza

Acetat de celuloza

Proprietati Film impermeabil

Lacurile care contin plastifianti (ftalat de butil, tricrezilofosfat, ulei de ricin, ftalat de metil, de etil, de amil, de ciclohexil, de metilciclohexil) dau filmului flexibilitate si stralucire.

Rasinile naturale (copal) sau sintetice (fenoplaste, policloracetat de vinil, ureoformaldehidice) dau un plus de aderenta, lustru si stralucire.

Utilizari Protectia ambalajelor

Acoperirea suporturilor de hartie, carton, celofanC) Lacuri pe baza de rasini semitermoplaste si termorigideLacuri pe baza de rasini fenoplaste

Proprietati Formeaza o pelicula foarte aderenta, insolubila, cu o mare inertie chimica.

Pentru utilizare in cazul ambalajelor suple (deformabile) se aduc intr-o forma solubila in uleiuri si deci  incorporabila in lacuri prin:

- combinarea materialelor de baza (fenol si formaidehida) cu colofoniu (rasini abieto-formo-fenolice solubile in uleiuri)

- inlocuirea fenolului cu grupari alchil sau aril (rasini

fenoplaste solubile in uleiuri)

- condensarea  alcoolului hidroxibenzilic cu ulei de ricin sau acid ricinoleic si cu uleiuri sicalive de uscare rapida (rasini fenolice autoplastifiate).

Utilizari Protejarea     interioara     a recipientelor practic nedeformabile.

Sub forma de pelicule flexibile pe baza de fenoplaste, in care fenoplastele sunt amestecate cu rasini care dau pelicule flexibile (rasini vinilice sau rasina de cumarona).

Depozitarea uleiurilor si anumitor lichide alimentare (bere, vin, alcool).

Lacuri pe baza de rasini aminoplaste

Proprietati Dau   pelicule   protectoare   cu   o  buna   rezistentachimica la apa, acizi, baze, solventi.

Utilizari In amestec cu alte rasini (rasini epoxidice)Lacuri pe baza de rasiniepoxidice

Proprietati Buna aderenta la suprafete metalice (aluminiu, tabla de fier, tabla cositorita).

Rezistenta chimica ridicata la apa, vapori de apa,solutii saline, baze, acizi organici si anorganici.

Flexibilitate mare (permite plierea si ambutisarea).

Insolubile in uleiuri si grasimi animale si vegetale si in solventi organici.

Film transparent si incolor.Utilizari Pelicule protectoare  (de  acoperire)   in  contact  cu produsele

alimentare, in special la ambalaje.Toxicologie Trebuie asigurata evaporarea completa a solventului; in realitate

raman intotdeauna cantitati mici de solvent, dar daca operatia de lacuire este bine condusa, acestea sunt foarte  coborate  si  nu pun  probleme  de  ordin toxicologic.

Polimerizarea si policondensarea trebuie sa fie complete: polimerul inalt format nu este toxic, iar insolubilitatea si rezistenta sa chimica sunt mai bune.

Este interzisa utilizarea sicativilor cu plumb.

Plastifiantii folositi pentru lacurile termoplastice se aleg in concordanta cu migrarea sau, eventual, extragerea lor de catre produsul alimentar cu care vine in contact pelicula.

Pentru vopsele se pune problema alegerii corespunzatoare a pigmentului.

7.PARAFINE SI CERURI MICROCRISTALINE

Tabel.7.

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

ParafineProprietati Din punct de vedere chimic este un amestec de alcani cu numar mare de

atomi de carbon (C21 - C30)

Mai contine cantitati mici de ulei de parafina ramase de la cristalizare, dificil

de separat total

Masa incolora, cristalina, translucida, insolubila in apa si alcooli, solubila in

benzen, sulfura de carbon.

Lipsita de flexibilitate

Punct de topire relativ coborat; 48620CToxicitate Eventuala toxicitate se datoreaza lipsei de puritate.

Trebuie sa fie complet lipsita de hidrocarburi policiclice cancerigene.Utilizari Material de acoperire extern sau intern pentru ambalajele din hartie sau carton. Caserarea

hartiei sau maselor plastice, in special pentru obtinerea materialelor complexe.Ceruri microcristalineProprietati Au aceeasi origine ca si parafina, insa punctul de topire este mai ridicat: 601000C si

flexibilitatea este mai mare datorita continutului de microcristale si prezentei cantitatilor mici de ulei parafinic.

Toxicitate Eventuala toxicitate se datoreaza lipsei de puritate.Utilizari Ceruri: - pentru impregnare

            - pentru acoperire

            - adezive pentru caserare

Material de acoperire pentru ambalajele destinate produselor alimentare.