Docente
Dott.ssa Teresa De Pilli
Tel. 0881/589245 e-mail [email protected]
Corso di
Operazioni Unitarie della
Tecnologia Alimentare
Confezionamento e condizionamento
Imballaggio
Il complesso delle
operazioni manuali e
delle tecniche
necessarie per
rendere idoneo un
prodotto alla
spedizione, deposito
e vendita è noto con
il nome di
imballaggio.
L’avvento di nuovi materiali per l’imballaggio ha
evidenziato la possibilità di cessioni agli alimenti di
sostanze chimiche diverse e la necessità di uno
studio approfondito.
Definizioni
• Occorre premettere alcuni concetti
riguardanti i fenomeni di diffusione e
migrazione di sostanze attraverso le matrici
dei materiali di imballaggio.
• La diffusione è un movimento di massa che
comporta il trasferimento di un materiale
all’interno o attraverso un altro materiale.
• La migrazione è il passaggio di una sostanza
da un materiale ad un mezzo circostante e
dipende dalla natura della sostanza, dal
mezzo di contatto e dalla temperatura.
Migrazione
•Globale:
quando viene determinato l’insieme di tutto quello che può migrare,
indipendentemente dalla natura chimica delle singole sostanze migrate ed
ha la funzione di preservare la naturale composizione dell’alimento.
•Secondo la normativa vigente la migrazione globale non può essere
superiore a 50mg/kg di contenuto ovvero 8 mg per dm2 di superficie
esposta al contatto.
•Migrazione specifica:
•è la valutazione qualitativa e quantitativa delle singole sostanze migrate.
•I rischi di cessione da contenitori sono stati considerati nella norma
specifica D.M. 21 marzo 1973.
•Essa considera alcuni aspetti generali:
•Migrazione globale, cioè la quantificazione della contaminazione massima
ammissibile nell’alimento da parte del contenitore
•Responsabilità giuridica della idonietà del contenitore.
•L’obbligo dell’informazione al consumatore sulla idonietà dell’oggetto
mediante applicazione della dicitura “per alimenti” o del relativo simbolo,
bicchiere e posate.
• Altri aspetti specifici:
• Norme specifiche per ogni materiale
• Un protocollo di valutazione di nuovi componenti
• Lista positiva delle sostanze autorizzate per la
preparazione di oggetti destinati al contatto con gli
alimenti
• La colorazione. Tali coloranti non devono essere
ceduti all’alimento
• La classificazione degli alimenti ai fini della scelta
dei simulanti nella prove di cessione.
Imballaggio
Il prodotto, composto di materiali di qualsiasi natura, adibito a contenere e
a proteggere determinate merci dalle materie prime ai prodotti finiti, a
consentire la loro manipolazione e la loro consegna dal produttore al
consumatore o all’utilizzatore, e ad assicurare la loro presentazione, nonché
gli articoli a perdere usati allo stesso scopo.
Imballaggio primario
Imballaggio concepito in modo da costituire, nel punto di vendita, un'unità
di vendita per l'utente finale o per il consumatore.
Imballaggio secondario
Imballaggio concepito in modo da costituire, nel punto di vendita, il
raggruppamento di un certo numero di unità di vendita, indipendentemente
dal fatto che sia venduto come tale all'utente finale o al consumatore, o
che serva soltanto a facilitare il rifornimento degli scaffali nel punto di
vendita. Esso può essere rimosso dal prodotto senza alterarne le
caratteristiche.
Imballaggio terziario
Imballaggio concepito in modo da facilitare la manipolazione ed il trasporto
di un certo numero di unità di vendita oppure di imballaggi multipli per
evitare la loro manipolazione ed i danni connessi al trasporto, esclusi i
container per i trasporti stradali, ferroviari, marittimi ed aerei
Finalità e caratteristiche del
condizionamento
•Contenimento
•Protezione
•Logistica
•Comunicazione
•Ecologica
•Funzionale
Finalità e caratteristiche del
condizionamento
• contenere adeguatamente il prodotto alimentare
• proteggere l’alimento dai danni meccanici
• rappresentare un’adeguata barriera ai gas ed ai
• prevenire o ritardare la degradazione biologica
• prevenire o ritardare la degradazione fisica
• facilitare la movimentazione ed il magazzinaggio
• presentare il prodotto in forma attraente
• rappresentare un’opportunità di informazione
• consentire l’identificazione sicura del prodotto
• essere degradabile e facilmente riciclabile
vapori
Finalità e caratteristiche del
condizionamento
“Il confezionamento degli alimenti è una
necessità più di oggi che di ieri, ma mai quanto
lo sarà domani” (Jean Paul Pothet, 1996)
Oggi l’imballaggio degli alimenti rappresenta circa
il 50% del mercato globale del comparto e
rappresenta un settore in continua espansione e
sviluppo.
Idoneità di un materiale per il
condizionamento
(da Piergiovanni L., 2002)
Idoneità di un materiale per il
condizionamento
(da Piergiovanni L., 2002)
Principali materiali d’imballaggio
• I tipi di imballaggio più usati nel
settore agroalimentare sono:
• Materie plastiche
• Metalli
• Vetro
• Carta e cartone.
Struttura e proprietà delle materie
plastiche
• Le materie plastiche sono sostanze artificiali costituite da
macromolecole dette polimeri, aventi caratteristiche
chimico-fisiche diverse che dipendono dalla natura delle
unità fondamentali, dalle modalità di polimerizzazione e
dall’organizzazione nello spazio delle macromolecole.
• Poiché esistono moltissime materie plastiche con proprietà
differenti tra di loro, è comune impiegare vari criteri di
classificazione che fanno riferimento alle loro principali
caratteristiche. A titolo di esempio ricordiamo i seguenti
criteri di classificazione:
• Tatticità (m. p. isotattiche, attattiche, sindiotattiche)
• Peso molecolare (polimeri mono e polidispersi)
• Comportamento al calore (termoplastiche e termoindurenti)
• Organizzazione strutturale (m. p. amorfe, cristalline,
semicristalline)
• Temperatura di transizione vetrosa (polimeri gommosi e
vetrosi)
• Tatticità
• La disposizione spaziale dei residui adiacenti al doppio
legame consente di classificare i polimeri in atattici,
isotattici e sindiotattici.
• Se i sostituenti si dispongono in modo casuale si parla di
polimeri atattici, se i sostituenti si dispongono su un unico
lato delle catene macromolecolari che si vanno formando, i
polimeri si definiscono isotattici,se infine la disposizione è
regolarmente alternata sopra e sotto il piano della catena, si
parla di polimeri sindiotattici.
• La distinzione è particolarmente significativa per il
polipropilene (PP) e per il polistirene (PS).
• Il PP fino alla fine degli anni 50, si riusciva a produrre solo
nella forma atattica a cui corrisponde, a temperatura
ambiente, un liquido viscoso che non ha alcuna utilità, mentre
la forma isotattica che si può produrre oggi grazie ai
catalizzatori stereospecifici che ha sviluppato Giulio Natta
(premio Nobel per la chimica), è un materiale altamente
cristallino che ha molte utili applicazioni.
• Per il polistirene, invece, la forma sindiotattica permette di
raggiungere temperature di distorsione molto più alte della
comune forma atattica, consentendo nuove applicazioni.
• Polimeri monodispersi e polidispersi
• Il numero di unità monomeriche che costituisce una singola
macromolecola è definito grado di polimerizzazione.
• Se tutte le macromolecole hanno lo stesso grado di
polimerizzazione si parla di polimeri monodispersi, mentre
se le molecole polimeriche prodotte hanno dimensioni
variabili si parla di polimeri polidispersi.
• Le frazioni ad alto ed altissimo peso molecolare influenzano
la rigidità e la fragilità dei materiali, mentre quelle a basso
peso molecolare rendono conto della viscosità e della
adesività dei polimeri.
• Polimeri termoplastici e termoindurenti
• I primi sono caratterizzati da catene polimeriche per lo più
lineari e prive di insaturazioni; riscaldandoli rammolliscono
ed infine fondono ad una temperatura cui corrisponde la
massima libertà di movimento per le loro macro-molecole.
Questo comportamento è reversibile e, pertanto, i polimeri
termoplastici possono essere facilmente modellati a caldo.
Circa due terzi delle materie plastiche impiegate
industrialmente e praticamente tutte quelle utilizzate per
l’imballaggio hanno natura termoplastica.
• I polimeri termoindurenti sono caratterizzati da catene
insature e da una struttura reticolare assunta al momento
della produzione; un eventuale successivo riscaldamento
rompe i legami crociati che stabilizzano la loro struttura,
provocandone un’alterazione irreversibile.
• I polimeri termoindurenti sono, in genere molto più rigidi e
robusti di quelli termoplastici; i loro impieghi nel packaging
sono rari e si limitano ad alcuni accessori di chiusura e ad
alcune lacche di protezione interna delle scatole metalliche.
•
Polimeri cristallini e semi cristallini
• L’organizzazione nello spazio delle macromolecole
polimeriche è, per lo più, di tipo amorfo: una disposizione
disordinata di macromolecole aggrovigliate senza alcuna
simmetria.
• La struttura amorfa è tipica dello stato fuso, tuttavia,
controllando la velocità di raffreddamento o intervenendo
con appositi promotori, molte materie plastiche solidificano
in forma parzialmente cristallina per l’allineamento e/o
l’impaccamento delle loro macromolecole.
• Lo stato cristallino influenza molte proprietà fisiche delle
materie plastiche (massa volumica, proprietà meccaniche,
ottiche e diffusionali) e, pertanto, è molto importante poter
controllare il grado di cristallinità in fase di produzione.
Le zone del polimero che si organizzano in forma cristallina
sono definite “cristalliti”.
• In alcune materie plastiche i cristalliti inglobano zone
amorfe a dare tipiche strutture definite “sferuliti”, le cui
dimensioni sono tali da interferire con le radiazioni della
luce visibile (diffrazione) producendo la tipica opacità
lattiginosa.
• Temperatura di transizione vetrosa
• Molte caratteristiche fisiche e chimico-fisiche dei polimeri
dipendono dalla temperatura di transizione vetrosa (Tg):
quando si trovano al di sotto di questa temperatura i
polimeri hanno un comportamento definito vetroso cui
corrispondono, in genere, basse permeabilità e elevata
fragilità mentre al di sopra sono allo stato cosiddetto
gommoso ed hanno più alte velocità di diffusione e maggiore
tenacità.
•La Tg è determinata dalla forza dei legami intermolecolari e
dalla flessibilità e lunghezza delle catene ed, in relazione alla
temperatura ambiente, consente di definire le materie
plastiche come gommose o vetrose e spiegarne molti
comportamenti.
•Modificazioni di struttura dei polimeri plastici
•La microstruttura dei polimeri plastici è modificabile anche
dopo la produzione della materia plastica attraverso alcune
operazioni.
•Irradiazione
•Sottoponendo ad irraggiamento con radiazioni ionizzanti un
film o un oggetto di materia plastica è possibile modificare
l’organizzazione strutturale del polimero.
•Gli effetti finali del trattamento possono essere molto
diversi ed addirittura antitetici a seconda della natura chimica
del polimero irraggiato: alcuni polimeri danno luogo ad una
reticolazione che rafforza il polimero e ne riduce il volume
libero con conseguente minore permeabilità di gas e vapori,
altri, per effetto dell’energia raggiante, si degradano,
frammentandosi e causando maggiori problemi di migrazione.
• Orientazione
• Se un oggetto di plastica viene sottoposto ad una
sollecitazione tensile si ottengono effetti diversi a seconda
della temperatura alla quale viene condotta la sollecitazione.
• Quando è condotta ad una temperatura sufficientemente
alta, la deformazione dell’oggetto è di tipo plastico, il
materiale si assottiglia perché le macromolecole hanno la
possibilità di scorrere le une sopra le altre.
• In questo caso non vi è alcuna modificazione strutturale e la
sollecitazione produce solo un assottigliamento (uno stiro)
del materiale.
• Nel caso in cui la trazione sia condotta ad una temperatura
più bassa (comunque superiore alla temperatura di
transizione vetrosa ed a quella ambiente) la deformazione
risulta di tipo elastico: le macromolecole, sotto l’effetto
della sollecitazione, si distendono e si allungano, diminuendo
la distanza che esiste tra le molecole ed aumentando le
forze attrattive che le legano.
• Il materiale si assottiglia ma questo stiro comporta una
orientazione del polimero che ha importanti conseguenze
sulle proprietà del materiale.
• In generale qualsiasi polimero (amorfo o cristallino)
sottoposto ad orientazione migliora le sue proprietà di
resistenza meccanica, quelli semicristallini risultano
significativamente meno permeabili e quelli molto cristallini
diventano più trasparenti perché si disgregano le sferuliti.
• L’operazione di stiro e orientazione può essere condotta in
una o in entrambe le direzioni ortogonali dando luogo a
materiali orientati e bi-orientati.
• Se l’oggetto viene bruscamente raffreddato, dopo la
realizzazione dello stiro-orientazione, il materiale conserva
memoria della sollecitazione ricevuta e, in caso di un
successivo riscaldamento alla stessa temperatura a cui è
avvenuta l’orientazione, restituirà quella tensione
contraendosi e recuperando le dimensioni originali.
• Attraverso questa tecnica si conferisce termoretraibilitàal
materiale plastico.
• Per alcuni polimeri semicristallini è possibile invece far
seguire all’orientazione un riscaldamento ed un lento
raffreddamento che favorisce una fine cristallizzazione tra
le macromolecole distese dall’operazione e stabilizzare in
questo modo la deformazione subita dal polimero.
• Caratterizzazione delle materie plastiche
• Le proprietà delle materie plastiche si possono classificare in
quattro gruppi generali:
- Proprietà fisiche: le proprietà fisiche o meccaniche
riguardano le caratteristiche delle varie resistenze di un
polimero e la sua macchinabilità:
1.resistenza alla trazione (lacapacità di un materiale di
resistere ad uno sforzo di trazione);
2.resistenza allo strappo e/o alla sua propagazione, la
resistenza all'urto (la capacità del materiale di sostenere un
impatto diretto);
3.forza di saldatura a caldo (la capacità del film di produrre
una saldatura in grado di sostenere uno sforzo mentre è
ancora calda);
4.coefficiente di attrito (il grado di resistenza o di attrito
quando un film scorre su se stesso o su superfici della
macchina);
5. resistenza alla fessurazione sotto sforzo o stress cracking
(fenomeno fisico che ha inizio sulla superficie ed è causata
dall'effetto di sforzi biassiali in presenza di un agente
esterno che non ha altri effetti sulla plastica. Non si verifica
degradazione chimica).
• Proprietà ottiche: descrivono l'aspetto e la superficie della
materia plastica (opacità e brillantezza).
• Proprietà chimiche: esprimono la resistenza del materiale a
grasso, olio, sapone, acidi, solventi e altri agenti chimici.
• La compatibilità chimica implica che non avverrà nessuna
attività chimica significativa fra il prodotto e il polimero
prescelto ed è variabile a seconda della natura del materiale.
• I prodotti alimentari sono compatibili con i sei polimeri da
imballaggio più comuni (PE, PP, PVC, PET, PA e PS).
• Fra le proprietà chimiche rientrano anche la resistenza alla
trasmissione di vapore acqueo, la permeabilità ai gas
(relativa all’ossigeno, all’azoto, all’anidride carbonica e agli oli
essenziali volatili che si trovano in prodotti alimentari,
dolciumi e prodotti per l’igiene personale) e la proprietà di
barriera agli oli e ai grassi (capacità del film di resistere
alla penetrazione di oli e grassi, con o senza degradazione del
film stesso).
• Stabilità: si riferiscono alla capacità di conservare la sua
resistenza e le sue dimensioni a condizioni ambientali
differenti come temperatura e umidità relativa.
• La “stabilità dimensionale" è la capacità di mantenere la
forma e le dimensioni originali in seguito a modifiche
ambientali.
Carta e cartone
• Carta e Cartone sono materiali piani (fogli, nastri, ecc.)
costituiti principalmente da fibre di origine vegetale
strettamente intrecciate, fabbricati per deposizione da una
sospensione acquosa.
• Le materie prime utilizzate per la loro formazione si
distinguono in fibrose (legno di conifera o latifoglia, cotone,
paglia di cereali, cartacce) e non fibrose (minerali, collanti,
coloranti, additivi).
• Le caratteristiche finali (colore e resistenza meccanica
soprattutto) dipendono in larga misura dal grado di purezza
e dalle dimensioni delle fibre cellulosiche: maggiore è la
lunghezza migliori sono le caratteristiche meccaniche.
• Tipi di carta
• Carta antigrasso: È prodotta con paste chimiche raffinate
per rompere l'intrico delle fibre.
• Le fibre sottili si ammassano densamente, fornendo così una
struttura che non assorbe subito i fluidi.
• Le carte pergamene sono carte antigrasso supercalandrate e
semitrasparenti.
• Il trattamento all'acido solforico riduce ulteriormente la
qualità fibrosa della carta pergamena e così aumenta le
proprietà di barriera ai grassi e all'acqua.
• Carta kraft: È la più resistente delle carte utilizzate per
imballaggi ed è usata tutte le volte che è richiesta la
massima resistenza.
• Nei casi in cui l'aspetto è importante, la carta kraft può
essere bianchita.
• Nelle applicazioni in cui il materiale verrà stampato, la carta
kraft viene patinata per lisciarne la superficie.
• Carta per sacchetti: La carta per sacchetti è una carta
krafl vergine supercalandrata che è stata trattata con un
plastificante per renderla ancora più flessibile.
• Questo tipo di carta presenta alta densità e resistenza e
finitura di superficie liscia.
• Carta per copertina e foglio intermedio ondulato: La carta
per copertina è carta kraft rigida prodotta esclusivamente
per i rivestimenti (o copertine) del cartone ondulato.
• Lo strato interno è di solito più ruvido per fornire una buona
incollatura al foglio centrale.
• Lo strato esterno della carta per copertina è a volte
composto da kraft bianchita.
• Le proprietà richieste sono incollabilità, rigidità, flessibilità
e scorrevolezza.
• Il foglio intermedio viene fabbricato con paste di legno duro
semichimiche e carta kraft riciclata.
• Caratterizzazione
Le specifiche che vengono normalmente considerate per la
caratterizzazione della carta e del cartone sono il calibro o
spessore, la densità, la brillantezza, il contenuto di
umidità e la viscoelasticità.
• La brillantezza è la misura della riflettanza totale della
luce bianca e viene espressa in una scala da 1 a 100, dove 100
è il valore di brillantezza dell'ossido di magnesio puro.
• La carta non può avere un valore di brillantezza uguale a 100.
La brillantezza non deve essere confusa con la bianchezza,
che è una descrizione di colore come lo è il rosso o il giallo.
Maggiore è la brillantezza migliori sono le possibilità
grafiche.
• La carta è igroscopica: assorbe o perde umidità in base alla
temperatura e all’umidità relativa dell’ambiente ed è
igroespansiva ovvero quando assorbe umidità si espande,
quando perde umidità, si contrae.
• La carta è più o meno viscoelastica a seconda della velocità
di applicazione del carico: più velocemente si applica un
carico, più grande è la resistenza apparente.
• In seguito a lunghi periodi di carico, le fibre della carta si
muovono e si distorcono, o si deformano.
• Per un lungo periodo di tempo la resistenza alla
compressione statica è minore della resistenza alla
compressione dinamica.
Metalli
• I metalli impiegati per produrre imballaggi alimentari o
oggetti che possono entrare in contatto con gli alimenti
sono, fondamentalmente, l'alluminio, l'acciaio inossidabile e
gli acciai rivestiti.
• Questi ultimi corrispondono a leghe ferrose ricoperte
prevalentemente di ossidi di stagno o cromo.
• ALLUMINIO
• L'alluminio si ricava per elettrolisi da minerali ricchi di
questo elemento (caolino, mica, feldspati ma soprattutto
bauxite).
• L'alluminio tende spontaneamente ad autopassivarsi (si
ricopre cioè di un sottile strato di ossido di alluminio che
protegge il metallo dalla corrosione).
• Poiché questa protezione spontanea è però generalmente
insufficiente (a causa del suo spessore, della sua porosità e
disomogeneità) viene passivato industrialmente per via
chimica o elettrochimica (anodizzazione) per ottenere uno
strato più spesso e omogeneo.
• I metalli impiegati per produrre imballaggi alimentari o
oggetti che possono entrare in contatto con gli alimenti
sono, fondamentalmente, l'alluminio, l'acciaio inossidabile e
gli acciai rivestiti.
• Questi ultimi corrispondono a leghe ferrose ricoperte
prevalentemente di ossidi di stagno o cromo.
• ALLUMINIO
• L'alluminio si ricava per elettrolisi da minerali ricchi di
questo elemento (caolino, mica, feldspati ma soprattutto
bauxite).
• L'alluminio tende spontaneamente ad autopassivarsi (si
ricopre cioè di un sottile strato di ossido di alluminio che
protegge il metallo dalla corrosione).
• Poiché questa protezione spontanea è però generalmente
insufficiente (a causa del suo spessore, della sua porosità e
disomogeneità) viene passivato industrialmente per via
chimica o elettrochimica (anodizzazione) per ottenere uno
strato più spesso e omogeneo.
• Una successiva operazione, detta di fissaggio, ne riduce,
senza annullarla completamente, la porosità.
• Generalmente l’alluminio richiede l’aggiunta di piccole quantità
di altri metalli che ne esaltino determinate proprietà.
• Qualunque sia la lega il contenuto di alluminio è comunque
superiore al 90%.
Gli imballaggi e i materiali di alluminio, peraltro, vengono utilizzati
prevalentemente rivestiti di lacche sintetiche per evitarne la
corrosione e renderli facilmente termosaldabile e sono piuttosto
rari i casi in cui l'alluminio viene a diretto contatto con gli
alimenti.
• L’alluminio ha buone proprietà, ovvero è:
- leggero ma resistente agli urti;
- durevole;
- resistente alla corrosione, quindi atossico e capace di non alterare
il gusto e il colore degli alimenti che contiene;
- igienicamente sicuro (protegge dalla luce, dall’aria, dall’umidità,
dagli odori e dai microrganismi);
- accoppiabile;
- a-magnetico cioè non è attratto dalle calamite e perciò si utilizza
nella realizzazione di apparecchi come radio, radar e stereo;
- ottimo conduttore termico;
- riciclabile al 100%.
• L’alluminio, grazie alle sue caratteristiche intrinseche, è un
materiale ideale per gli imballaggi perché permette di
spostare, nel tempo e nello spazio, il consumo delle merci e
dei beni.
• L’alluminio offre inoltre un alto rapporto prestazioni-peso,
che garantisce la massima protezione aggiungendo peso
minimo a quello del prodotto imballato.
• Il risultato è anche quello della ottimizzazione dei costi di
trasporto.
• Inoltre gli imballaggi in alluminio garantiscono un ottimo
effetto barriera che protegge il contenuto dalla luce,
dall’aria, dall’umidità e possono essere riciclati molte volte,
costituendo così un rilevante risparmio in termini di energia
• ACCIAIO
• L'acciaio è una lega ferrosa a basso contenuto di carbonio
(inferiore all’1.78%), a cui si aggiungono altri elementi
metallici e non metallici in quantità controllate per
conferirgli particolari proprietà in funzioni degli usi a cui è
destinato.
• Le caratteristiche principali dei contenitori in acciaio sono le
seguenti:
- robustezza
- totale riciclabilità
- protezione dagli agenti esterni tra cui la luce
• A fronte di più che buone caratteristiche meccaniche,
l'acciaio non presenta una sufficiente inerzia chimica per il
contatto alimentare e viene normalmente protetto con
diversi rivestimenti a base di ossidi di stagno, ossidi di
cromo o di alluminio e vernici.
• In questi ultimi anni le tecnologie si sono sempre più
perfezionate aumentando la robustezza, sicurezza, praticità
ed economicità del materiale.
• Infatti tutti i contenitori d’acciaio, pur essendo sottili, sono
robusti e resistenti.
• Non solo, l’acciaio è anche molto versatile e quindi si presta
alle più svariate lavorazioni.
• Negli imballaggi in acciaio sono compresi:
• Banda stagnata: universalmente nota come latta, è un foglio di
acciaio ricoperto su entrambi i lati da un sottile strato di stagno di
spessore variabile.
• Lo strato superficiale di stagno rappresenta un’efficace barriera
all’ossidazione e alla corrosione del materiale.
• I suoi impieghi nel mondo dell’imballaggio sono innumerevoli: dalle
conserve alimentari al tabacco, dal tè al caffè, dai biscotti ai
cosmetici.
• Banda cromata: è un materiale alternativo alla banda stagnata,
dalla quale si differenzia per la diversa copertura dell’acciaio con
cromo e ossidi di cromo.
• Dal punto di vista economico è meno costosa ma non consente una
perfetta saldatura come la banda stagnata. Per questo motivo è
impiegata soprattutto nella produzione di fondi e coperchi di tappi
corona.
• Lamierino o banda nera: è un foglio d’acciaio laminato a freddo,
senza rivestimenti di altri materiali, con buone doti di resistenza
all’ossidazione e alle sollecitazioni meccaniche e che può essere
trattato con ogni tipo di vernice o rivestimento. È il materiale
ideale per la fabbricazione dei fusti a utilizzo industriale.
Banda stagnata
• La banda stagnata è il più antico dei materiali metallici
impiegati per il condizionamento alimentare, anche se la sua
struttura attuale è parecchio diversa da quella delle prime
bande stagnate prodotte fin dalla fine del 1600.
• Il termine banda stagnata è generalmente riferito ad un
lamierino di acciaio dolce (a basso tenore di carbonio) con
spessore variabile tra 0.15 e 0.5 mm ottenuto per
laminazione a freddo e/o a caldo, ricoperto di stagno (ossidi
e metallo ridotto) per spessori variabili tra 0.4 e 2.5 μm su
di entrambe le facce del materiale.
• La struttura fine della banda stagnata è però più complessa
e deriva da un processo metallurgico complesso che
comporta operazioni meccaniche, termiche e chimiche
sull'acciaio base, detto anche banda nera perché ricoperta
da ossidi di ferro.
• Le prime bande stagnate erano ottenute per immersione
dell'acciaio in un bagno di stagno fuso ma dagli anni '50 il
processo elettrolitico di stagnatura ha soppiantato
completamente l'antica stagnatura.
•In un bagno acido di solfato di stagno l'acciaio si ricopre per
elettrolisi di stagno metallico.
•Segue la brillantatura, che consiste in un trattamento termico a
260-270 °C.
•Successivamente il materiale subisce un rapido raffreddamento,
che porta alla formazione di una lega stagno-ferro (0.08 μm di
spessore) e quindi all'ancoraggio del rivestimento.
•La fase successiva di preparazione consiste nella passivazione, che
corrisponde ad un nuovo processo elettrochimico in soluzione di
bicromato di potassio che porta alla formazione di un film di ossidi di
stagno e di cromo per uno spessore di 2 nm sullo strato di stagno
metallico che ha spessore pari a circa 0.3 μm.
•L'ultima operazione è l' oliatura che conferisce maneggevolezza e
protezione alla banda stagnata ma molto frequentemente le bande
stagnate (come del resto anche l'alluminio) sono ulteriormente
protette con lacche organiche (sintetiche) di rivestimento sulla
faccia destinata al contatto alimentare.
Corrosione della banda stagnata
• Le lastre di ferro ricoperte di stagno con un procedimento
detto di immersione prendono il nome di latta.
• Se la lamiera di ferro è coperta di stagno non per
immersione ma per elettrolisi, si chiama banda stagnata.
• Latta e banda stagnata sono adatte per contenere pelati,
tonno, minestre.
• L’alluminio è molto malleabile, e questo permette di ricavarne
fogli molto sottili; non si ossida, non fa passare la luce: per
questa ragione è usato per conservare gli alimenti, da solo o
incollato a fogli di carta o plastica nei poliaccoppiati.
• Il materiale per le lattine è comunemente definito alluminio,
vista l’alta percentuale che lo costituisce (96%), ma in realtà
si tratta di una lega in cui la presenza del rame, seppur
minima, assicura stabilità e robustezza.
• Qualsiasi processo di degredazione di un metallo, attraverso
l’interazione con l’ambiente circostante, è definito come un
fenomeno di corrosione.
• Questo è uno degli aspetti più importanti da valutare nel
momento in cui si decide di confezionare un alimento in un
contenitore metallico con determinate caratteristiche.
• Il fenomeno di corrosione più comune per i metalli a
contatto con gli alimenti è una corrosione elettrochimica che
prevede un trasferimento di elettroni all’interfaccia
“metallo ambiente” ed avviene in soluzione o in mezzo unico.
• Questo tipo di fenomeno, è conosciuto come corrosione
galvanica che si verifica quando due diversi metalli vengono a
contatto in presenza di un elettrolita (es. acqua salata) con
la conseguente creazione di una cella galvanica naturale
indesiderata che provoca nei metalli coinvolti la reazione
chimica descritta.
• Ciò che si realizza in una cella galvanica è la diversa velocità
con cui si sciolgono nell'elettrolita i metalli, lasciando
elettroni liberi nel metallo non disciolto che assume una
carica negativa rispetto all'elettrolita.
MEZZI USATI PER PREVENIRE LA
CORROSIONE
• Mantenere i metalli asciutti e/o protetti dai composti ionici
(sali, acidi e basi), ad esempio incapsulandoli all'interno di
gusci di plastica o resine (vernici).
• Realizzare la cosiddetta protezione catodica, che utilizza
uno o più anodi da "sacrificare" realizzati con un metallo
ancora più "attivo" di quello da proteggere, come lo zinco, il
magnesio e l'alluminio.