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• Frank San Martin

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS

ENVASES DE METAL DOCENTE Ing. KARLA ZAVALETA GUZMAN INTEGRANTES    

ABANTO DAHUA MAGALY CASTILLO MUÑOZ VICTORIA ADRIANA HERRERA SANCHEZ RENZO STEVEN BRANDON MENDOZA RAMIREZ WALTER

CURSO ENVASES Y EMBALAJES CICLO IX

TRUJILLO-PERU 2017

ÍNDICE

ENVASES DE METAL ...................................................................................................................... 4 1.

INTRODUCCIÓN .................................................................................................................. 4

2.

DEFINICIÓN .......................................................................................................................... 5

3.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE ENVASES DE METAL .............................................. 5

4.

TIPOS DE ENVASES DE METAL ....................................................................................... 5 ENVASES DE HOJALATA ........................................................................................... 5

4.1.

4.1.1.

PARTES DEL ENVASE DE HOJALATA ............................................................ 6

4.1.2.

PROCESO DE FABRICACION............................................................................. 7

4.1.2.1. DECAPADO ....................................................................................................... 7 4.1.2.2. REDUCCIÓN EN FRÍO ..................................................................................... 7 4.1.2.3. LIMPIEZA ELECTROLÍTICA .......................................................................... 7 4.1.2.4. RECOCIDO ........................................................................................................ 7 4.1.2.5. LAMINADO DE TEMPLE ................................................................................ 7 4.1.2.6. PREPARACIÓN DE LAS BOBINAS ................................................................ 7 4.1.2.7. ESTAÑADO ELECTROLÍTICO ....................................................................... 8 4.1.2.8. PASIVADO ......................................................................................................... 8 4.1.3.

CLASIFICACIÓN DE LAS HOJALATAS............................................................ 8

A.

LA COBERTURA ...................................................................................................... 8

B.

EL TEMPLE ............................................................................................................... 8

C.

EL ESPESOR .............................................................................................................. 9

4.1.4. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA HOJALATA COMO MATERIAL DEL PACKAGING ......................................................................................................................... 9 A.

VENTAJAS................................................................................................................. 9

B.

DESVENTAJAS ......................................................................................................... 9

4.1.5.

ENVASES DE TRES PIEZAS ............................................................................... 9

4.1.5.1. COSTURA LATERAL ..................................................................................... 10 4.1.5.2. DOBLE CIERRE .............................................................................................. 12 4.1.5.3. APERTURA EN LOS ENVASES .................................................................... 12 4.1.5.4. MATERIALES COMPLEMENTARIOS DE PROTECCIÓN. ........................ 14 4.1.6.

FORMAS Y DIMENSIONES DE LOS ENVASES DE HOJALATA ................. 20

4.1.7.

PROPIEDADES DEL ENVASE DE HOJALATA .............................................. 21

4.1.8.

ENVASES DE ACERO LIBRES DE ESTAÑO (TFS) ........................................ 21

4.1.8.1. PROCESO DE FABRICACIÓN....................................................................... 22 4.1.8.2. CARACTERÍSTICA DE LA LÁMINA CROMADA ...................................... 23 4.1.8.3. PRINCIPALES USOS DE LA LÁMINA CROMADA, COMO ENVASE SANITARIO. .................................................................................................................... 24 4.2.

ALUMINIO ................................................................................................................... 25

4.2.1.

GENERALIDADES.............................................................................................. 25

4.2.2.

PROPIEDADES DEL ALUMINIO ...................................................................... 25

4.2.3.

CLASIFICACIÓN DE LOS ENVASES DE ALUMINIO ................................... 26

4.2.3.1. ENVASES SEMIRRÍGIDOS............................................................................ 26 A.

Envases De Foil De Aluminio ............................................................................... 26

B.

Tubos Colapsibles ................................................................................................. 27

4.2.3.2. ENVASES RÍGIDOS ........................................................................................ 27 A.

DE TRES PIEZAS ................................................................................................ 28

B.

DE DOS PIEZAS .................................................................................................. 28

4.2.4.

PROCESO DE ELABORACIÓN ......................................................................... 29

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................................................. 30

ENVASES DE METAL 1. INTRODUCCIÓN En el país los envases metálicos empleados en la conservación de alimentos se elaboran en un alto porcentaje, a partir de hojalatas electrolítica. También se emplea en algunos casos, lamina cromada especialmente para la fabricación de tapas y fondos. Los envases de metal para envasar alimentos o artículos de uso doméstico son principalmente los envases de hojalata y aluminio como, por ejemplo: latas, botellas y cajas. Para evitar la interacción entre el producto y el envase, en su interior se aplican lacas y recubrimientos (INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA INDUSTRIAL, 2012). El aluminio es otro de los metales utilizados en la conformación de envases y de estructuras de protección de alimentos. Con este elemento se elaboran envases de dos piezas, utilizados especialmente para la distribución de bebidas. También se producen con aluminio, finas hojas (foil) alimentos y bienes en general. Los productos metálicos terminados, todos los envases y las finas hojas de aluminio, se elaboran en el país a partir de materias primas importadas.

Figura 1. Envases de metal.

2. DEFINICIÓN Un envase metálico, en términos generales, se define como un recipiente rígido para contener tanto productos líquidos como sólidos, y que además tiene la capacidad de ser cerrado herméticamente (INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA INDUSTRIAL, 2012).

3. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE ENVASES DE METAL Tabla 1. Ventajas y desventajas de los envases de metal. VENTAJAS

DESVENTAJAS



Reciclable y degradable.



Ocupa lugar aun estando vacío.



Son livianos



Problemas de corrosión; pueden oxidarse.



Hermeticidad: Ofrece muy buenas



Problemas

propiedades de barrera como el vidrio. 

Ligereza y maleabilidad.



Impermeable a la luz.



Conductividad térmica: Se enfría

por

olores

si

no

se

limpian

adecuadamente. 

Puede alterar el sabor de su contenido

y calienta rápidamente

Fuente: (INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA INDUSTRIAL, 2012).

4. TIPOS DE ENVASES DE METAL

4.1.ENVASES DE HOJALATA Se denomina hojalata al material base, empleado en la fabricación de latas, tarros o potes (envases tradicionales). La hojalata es un material que presenta características fisicoquímicas, especiales, desarrollada para la elaboración adecuada de los envases que se van a encontrar en contacto directo con los alimentos y para resistir condiciones particulares de almacenamiento.

La hojalata presenta una estructura estratificada, cuya base está constituida por una lámina de acero que soporte capas sucesivas de: aleación hierro-estaño, estaño, película de pasivación y por ultimo una capa fina de aceite orgánico. Cada una de estas capas desempeña un rol importante en las propiedades que presenta la hojalata como material de protección de alimentos. 4.1.1. PARTES DEL ENVASE DE HOJALATA Es el recipiente destinado a contener productos para conservarlos, transportarlos comercializarlos. Sus partes integrantes: ƒ 

Cuerpo: es la parte del envase comprendida entre los fondos o entre el fondo y la tapa. ƒ



Tapa y/o fondo: es la parte del envase unida mecánicamente al cuerpo en forma tal que sólo destruyendo el envase puede separarse. ƒ



Cuerpo embutido: es el cuerpo construido de manera tal que constituye una sola pieza con el fondo, no tiene ninguna unión o junta. ƒ



Cuerpo con costura: es el cuerpo construido por curvado o doblado y cuyos extremos se unen por costuras.ƒ



Remache: es la unión que se obtiene doblando el borde de las chapas, enlazándose y apretando para que se unan. ƒ



Soldadura: es la unión de las partes, preparadas convenientemente, que se realiza mediante soldadura. Figura 2. Partes del envase de hojalata.

4.1.2. PROCESO DE FABRICACION Según (MINISTERIO DE COMERCIO EXTERIOR Y TURISMO, 2009). Se inicia por la laminación de lingotes de acero obtenidos mediante el proceso de colada continua en un horno, pasando de 60 cm de espesor a tener entre 16 a 20 cm. 4.1.2.1.DECAPADO Se utiliza un sistema de decapado continuo con el fin de quitarle el óxido y las cascarillas superficial mediante una solución de SO4H2 o CIH (ácido sulfúrico o clorhídrico) en caliente, luego se realiza un lavado con agua fría y caliente; se seca y se recubre por una fina capa de aceite para prevenir la oxidación y ayudar con esta lubricación al subsiguiente proceso de laminación en frío. 4.1.2.2.REDUCCIÓN EN FRÍO La chapa negra de 2 mm de espesor se reduce a 0,2- 0,4 mm en frío, ya sea por vaporización de aceite por goteo directo sobre la banda. También se deben enfriar los rodillos con agua o con el mismo lubricante. 4.1.2.3.LIMPIEZA ELECTROLÍTICA Es necesario eliminar antes del recocido los productos contaminantes que se adhieren a la superficie del acero durante los procesos anteriores (fundamentalmente: aceite). La limpieza de la banda se realiza pasándola por baños de solución alcalina caliente ayudada por acción electrolítica. Luego el acero limpio se seca con aire caliente. 4.1.2.4.RECOCIDO La tira laminada en frío es dura y quebradiza. Es necesario efectuarle un recocido para disminuir su rigidez y hacerla maleable. 4.1.2.5.LAMINADO DE TEMPLE En esta etapa la banda es laminada en un tren de rodillos para mejorar la planitud, así como las propiedades metalúrgicas requeridas como la dureza y nivel de acabado necesario. 4.1.2.6.PREPARACIÓN DE LAS BOBINAS En este paso se cortan los bordes desparejos de la bobina y se unen a otras para formar así bobinas más grandes.

4.1.2.7.ESTAÑADO ELECTROLÍTICO 

Para realizar el estañado electrolítico se trabaja en bobinas que se van uniendo unas a otras por sus extremos.



Se lleva a cabo una limpieza a fondo, decapado y lavado, para la obtención de una superficie totalmente limpia para el electrodeposición del estaño.



Se obtiene la hojalata, pero opaca, del tipo mate.



Para obtener la superficie brillante se calienta la banda eléctricamente hasta que sobrepase el punto de fusión del estaño y se enfría rápidamente hasta que el mismo solidifique denominándose “abrillantamiento por fusión”. Luego se recubre la superficie con una capa muy delgada y uniforme de aceite.

4.1.2.8.PASIVADO Este proceso permite: 

Prevenir la reacción del estaño con azufre (presente en algunos alimentos como los derivados cárnicos).



Mejora también la resistencia a la oxidación de la hojalata (nivel alto de cromo en la superficie de hojalata y el nivel más bajo de óxido de estaño).

4.1.3. CLASIFICACIÓN DE LAS HOJALATAS Tres son las características que definen los distintos tipos de hojalata: A. LA COBERTURA Es una medida de la cantidad de estaño que tiene depositado el material por una unidad de superficie (gramos de estaño por metro cuadrado). La cantidad de estaño puede ser la misma en ambas caras del acero o bien puede ser diferente. En este último caso la hojalata se denomina diferencial y se distingue por unas marcas estandarizadas del lado de mayor cobertura. B. EL TEMPLE Representa a un conjunto de propiedades mecánicas del material como facilidad para ser trabajada sin deformarse, sin romperse, etc. que se evalúan a través de la dureza del

material. Las unidades de estas medidas son grados Rockwell 30 T. La hojalata utilizada para cuerpos de envases es de 55-60º R., la de un fondo de aerosol es de 65-66º R. C. EL ESPESOR Se expresa en mm y varían de 0,20 a 0,36 mm. En los últimos años se han desarrollado espesores de 0,17, material llamado de doble reducción. La tendencia es clara hacia la utilización de materiales de menor espesor. 4.1.4. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA HOJALATA COMO MATERIAL DEL PACKAGING

A. VENTAJAS 

Alta barrera (a gases, vapores, luz, microbios, etc.).



Alta conductividad (facilita esterilización).



Excelentes propiedades mecánicas (facilita transporte y manipuleo).



Elevadas velocidades de fabricación (disminuye costos, respuesta rápida).



Aspectos ecológicos favorables (biodegrabilidad: separación magnética).

B. DESVENTAJAS 

Reactividad química y electroquímica (se oxida y sufre corrosión electroquímica).



Peso específico alto (el peso específico del hierro es de 7,8 frente a 2,7 del aluminio ó 0,9 de los plásticos, esto determina que para igual volumen un envase de hojalata resulte mucho más pesado).



Forma limitada. Imagen “antigua” (le cuesta salir de la forma cilíndrica).



Dentro de la estructura de costos de un envase de hojalata, el 68% corresponde al material. Por este motivo todos los esfuerzos de la industria del envase de hojalata tienen como objetivo ahorro de material.

4.1.5. ENVASES DE TRES PIEZAS La hojalata descrita en los parágrafos anteriores tiene como objeto la producción de envases de tres piezas, los que están conformados por un cuerpo o cilindro central y dos

tapas o fondos (figura 3), en gran parte destinados a la conservación de alimentos. También en contacto con alimentos se elaboran en hojalata, otros elementos no menos importantes como son las tapas para recipientes de vidrio, plástico y metal. El país cuenta con varias compañías transformadoras o convertidores de hojalata, que están en capacidad de elaborar envases de tres piezas con equipos automáticos muy eficientes, que logran velocidades de producción, hasta de 300 latas por minuto. En la figura 3 se muestran los pasos seguidos en la conformación de los envases de hojalata de tres piezas. En este tipo de envases, la principal característica exigida es una completa hermeticidad para evitar el deterioro de los alimentos por la acción de los agentes externos, fundamentalmente por microorganismos. El éxito de las conservas y de todos los procesos previos de preparación de alimentos enlatados, depende de cierres que no permitan filtraciones. Figura 3. Envase de tres piezas.

Las principales zonas y elementos de los envases de hojalata son los siguientes: 4.1.5.1.COSTURA LATERAL Es el cierre lateral del cilindro, que se forma al enrollar el trozo de lámina que se une por sus extremos, terminados en forma de ganchos, que al ajustarse y presionarse

(remacharse) forman el cuerpo del envase. Existen actualmente tres sistemas para lograr que el cierre lateral presente la hermeticidad deseada, estas son: soldadura estaño plomo, cementado con material plástico, y fusionada eléctricamente. Cuando se utiliza la soldadura plomo estaño, una aleación en estado líquido de estos dos elementos es colocada entre los ganchos que se forman previamente en los extremos, de la lámina para a continuación, hacer un agrafado de ellas, la proporción en que intervienen el plomo y el estaño en la mezcla utilizada como sellante, depende básicamente del tipo de producto que se vaya finalmente a envasar. El anterior sistema está siendo desplazado por la soldadura eléctrica. Básicamente porque con este último se logran ahorros apreciables de material al no ser necesarios los ganchos para formar la costura lateral ya que en este sistema se realiza la unión por traslape de las láminas, que en la mayoría de los casos es de solo 0.1 mm. Para este tipo de soldadura se aplica calor concentrado a lo largo de la línea de unión del borde, generalmente calentado hasta temperaturas próximas a la de fusión del metal y conformándose el sellado por compresión de las láminas superpuestas. Con los equipos empleados en este proceso, es posible efectuar la costura lateral en lámina negra, hojalata electrolítica y lamina cromada (TFS) después de remover el óxido de cromo. La costura lateral sellada con soldadura plástica es uno de los últimos desarrollos y ha ido ganando popularidad en algunos países industrializados, se utiliza un material pegante para unir los bordes superpuestos de la lámina, pudiéndose aplicar sobre la laca, el recubrimiento interno o sobre la base externa, dado el carácter termoplástico del adhesivo. La unión resultante es tan fuerte o más que la obtenida en el cierre tradicional. En otros tipos de tarros metálicos, destinados a conservar productos secos no corrosivos, como galletas, dulces duros, hojuelas de cereales, etc. La costura lateral no presenta soldadura y solo se aplica un agente sellante o “Liner” entre los ganchos laterales, para efectuar a continuación el enlazado y presión de cierre, se obtiene de esta manera un envase que garantiza la integridad de los productos así conservados.

En el envase de tres piezas empleado en la conservación de alimentos o lata sanitaria, la costura lateral se protege con una película de barniz en su cara externa, y con una película de laca en su parte interna, En esta forma se previene los problemas de corrosión que se presentan debido al medio ambiente que rodea al envase, y a la interacción lataalimento. Figura 4. Costura lateral del envase de metal.

4.1.5.2.DOBLE CIERRE La tapa y el fondo en los envases metálicos se unen al cuerpo en forma particular, que ha recibido el nombre de “doble cierre”, en esta zona hay cinco o siete láminas de hojalata dobladas y apretadas firmemente. Figura 5. Doble cierre del envase de metal.

4.1.5.3.APERTURA EN LOS ENVASES La gran mayoría de los envases metálicos de forma cilíndrica, producidos en el país, se abren con la ayuda de un abrelatas, herramienta especial, que facilita el corte de la lámina

en la tapa. Otra forma de apertura del envase cilíndrico, o de base elipsoidal o rectangular es la que se efectúa mediante una llave que traen las latas soldadas en la tapa o al cuerpo. También se utiliza otro tipo de tapas denominado de apertura fácil (Easy Open), importadas, elaboradas en aluminio o en hojalata en diferentes formas. En estas tapas la apertura se realiza al tirar de un anillo, el cual levanta una porción de lámina que ha sido debilitada previamente, mediante semicortes adecuadamente diseñados. Estas tapas se pueden elaborar para lograr una apertura total, donde se retira toda la tapa (Full open) o una apertura parcial (Partial open). También se les puede obtener con otra característica relacionada con el anillo y la porción recortada de la tapa, es decir, que estos se desprendan o que sean retenidos (retained tab) al abrir el envase. Otras formas de tapas que se fabrican en el país son aquellas que se emplean en los envases destinados a conservar productos secos como galletas, dulces, reconstituyentes, leches deshidratadas, complementos nutritivos y en general productos secos o en polvos, en los cuales se desea que una vez abiertos y consumidas una parte de su contenido, pueden nuevamente cerrarse con un buen grado de hermeticidad. Estas tapas resellables están clasificadas en cuanto al tipo de cierre que presentan de la siguiente forma: 

Cierres de fricción simple o de fricción sencilla



Cierres de doble fricción



Cierres de fricción múltiple (triple fricción).

La gran mayoría de los productos en polvo, en particular leches y reconstituyentes se encuentran protegidos por una lámina de aluminio a manera de segunda etapa, que garantiza completa hermeticidad antes de su ruptura. En los envases rectangulares (prisma recto de base rectangular) donde se envasan aceites, se emplean dos clases de cierres de metal: la tapa rosca y el sello de Newman, este último cierre consiste en una tapa de forma cilíndrica, de aproximadamente 0.5 cm. De altura, que se coloca en un orificio circular del envase y que, mediante un troquel obturador especial, forma una pestaña hacia afuera, en la parte superior del cilindro, y una

deformación en la base a manera de ensanchamiento con lo cual se logra un cierre adecuado. Figura 6. Cierres de distintos envases de metal.

4.1.5.4.MATERIALES COMPLEMENTARIOS DE PROTECCIÓN. Bajo este capítulo se describen a continuación, los compuestos sellantes, las lacas sanitarias, y los barnices, empleados todos para mantener la integridad del conjunto envasealimento. -

Compuesto sellantes

Se denomina así a las soluciones o suspensiones de caucho sintético, que se caracterizan por sus resistencias a los aceites, a las soluciones acidas y a los procesos térmicos (en autoclave) y que se aplican en el canal formado por la pestaña o rizo de la tapa, antes de ser engarzada al cuerpo de las latas. El objetivo de esta sustancia es el de proporcionar hermeticidad al envase, impidiendo fugas del producto o el ingreso de sustancias al interior del envase. Existe una clasificación de los compuestos sellantes de acuerdo con la forma del fondo en que se aplican. El apropiado para fondos circulares que requieren de máquinas dosificadoras automáticas y el adecuado para fondos no circulares (rectangulares u ovalados) que necesita máquinas impresoras. Los compuestos sellantes para garantizar calidad sanitaria, y físico químicas, deben presentar unos requisitos mínimos que se refiere a:



Contenido de sólidos (generalmente mayor o igual a 33%)



Viscosidad y estabilidad adecuadas en condiciones normales de almacenamiento.



Adhesión y cohesión. El producto debe presentar una adhesión a la superficie metálica de forma tal, que en las condiciones del proceso no se destruya ni se desprenda la película aplicada.



El compuesto debe soportar la temperatura de curado y aún más, la de esterilización del envase, sin presentar perdidas de elasticidad, organolépticas del alimento prematuro.



Resistencia química: la película seca del compuesto debe ser resistente a los productos que se envasan, no reaccionar con ellos, ni desprender sustancias extrañas que alteren las características organolépticas del alimento envasado. Y por supuesto el compuesto sellante debe ser autorizado para uso en contacto con alimentos.

-

Lacas Sanitarias

Son recubrimientos orgánicos aplicados en el interior de las latas tienen como función evitar la interacción química entre el alimento y el envase, porque estas reacciones en general afectan desfavorablemente la calidad del alimento enlatado y la apariencia interna de los envases. Aunque las investigaciones en el campo de las lacas sanitarias se han orientado principalmente hacia la búsqueda de una laca universal, que cumpla con todas las características de protección, los esfuerzos han sido inútiles. En la actualidad se elaboran alrededor de 30 tipos de lacas diferentes con las cuales se aíslan los diversos alimentos de las estructuras metálicas que los contienen. Con algunos alimentos se utilizan las latas sin recubrimiento interior, es decir, donde el alimento se encuentra en contacto directo con la hojalata. Esto se permite cuando la interacción lata-alimento es despreciable o cuando se logran mejores calidades del contenido en estas condiciones.

Figura 7. Envases de metal barnizados por distintas lacas.

Los diferentes tipos de lacas sanitarias son elaboradas en el país a partir de materias primas importadas. En el mercado nacional se pueden obtener lacas de los siguientes tipos:

-

Oleorresinosas

Este tipo de lacas se produce a partir de resinas producto de polimerización de aceites de secado rápido con resinas generalmente naturales. Las Oleorresinosas son de composición variable y su curado y polimerización se lleva a cabo en un amplio intervalo de temperatura. Su cobertura es poco efectiva, lo cual no permite su uso en alimentos que presenten manchado con sulfuros. Para obviar este problema, se han formulado las siguientes mezclas Oleorresinosas:  Laca “R” Se emplean para el enlatado de frutas de mediana y baja acidez, concentrados de estas frutas, tomate y sus productos, y aceites y mantecas vegetales. También para el envasado de frutas y vegetales que presentan colores fuertes oscuros como: remolacha, fresas, moras y similares.  Laca “F” Esta laca se recomienda para productos de baja acidez y ligeramente colorados, y legumbres que no aporten sulfuros. Esta laca también se emplea como recubrimiento exterior del envase.

 Laca “C” Se elabora mezclando laca Oleorresinosas “R” o lacas epoxifenólicas “A” con óxido de zinc. Con esta laca se evita la formación de puntos negros en el envase, generados por el ataque de los sulfuros a los metales de la hojalata, por esta razón la laca “C” se utiliza especialmente para productos que generen sulfuros en altas concentraciones tales como carnes, arvejas pescado, legumbres y mariscos. -

Fenólicas

Estas

lacas

presentan

buena

impermeabilidad,

buena

resistencia

química

particularmente, a los sulfuros, pro esto se recomienda para el envasado de pescado mariscos, carnes y legumbres. Estas lacas presentan menor flexibilidad que las oleorresinosas en espesores mayores a 3,4 micras presentan problemas de fractura. Por esto generalmente se aplica como segunda capa una laca vinílica. Las películas logradas con lacas fenólicas son de color dorado, presentan buenas resistencias a las altas temperaturas a los solventes orgánicos y a las grasas y aceites de origen animal. -

Epoxicas

Se caracterizan por la retención del color, durante los procesos de fabricación del envase y por una excelente estabilidad térmica. Presentan muy buena flexibilidad y no comunican olores ni sabores apreciables. En este último aspecto se obtienen mejores resultados si se recubren adicionalmente con una capa vinílica. Las lacas epoxicas se pueden mezclar con las fenólicas para lograr las lacas epoxifenólicas o tipo “A” las cuales presentan gran resistencia química, buena flexibilidad dureza y excelente adherencia, es decir, pueden reemplazar a las lacas Oleorresinosas tipo R. Las lacas epoxifenólicas son recomendadas para carnes, pescados, queso salados, frutas acidas y verduras en general. Otras resinas epóxicas modificadas son las Ester-Epoxicas, empleadas para recubrimientos exteriores, como protección de la impresión. Las lacas “M” son sistemas de dos capas una primera o base de la laca epoxifenólicas tipo “A” y la segunda con laca “C”

-

Vinílicas

Constituidas por mezclas de soluciones de copolímeros de vinilo (policloruros y poliacetatos), con resinas termoplástica (fenólicas o epoxicas) y pigmentos cuando se desee. Se caracterizan por su excelente adherencia, alta flexibilidad y resistencia a la corrosión. No comunican olores ni sabores, pero presentan pobre resistencia a la esterilización y a altas temperaturas, en particular al quemado por soldadura, lo cual limita su uso. Las lacas vinilicas se emplean usualmente, como segunda capa en envases para gaseosa, cervezas, alimentos muy ácidos y extremadamente corrosivos. Estas lacas se emplean también para interiores y exteriores de latas que contendrán productos secos como galletas, bizcochos, dulces, para interiores de envases embutidos, destinados a conservar langostinos, atún y producto de mar. También se emplean en tapas coronas y cierres de aluminio. Las lacas vinílicas también se pueden modificar y se obtienen entonces las vinilfenólicas y las epoxivinílicas. Combinación de lacas: Las más usuales son las siguientes:  Laca “H” Para obtener este tipo de combinación, primero se aplica una capa oleorresinosa tipo “R” y luego, después del curado, una laca vinílica, Esta combinación se recomienda para productos muy ácidos.  Laca “K” En esta la primera capa corresponde a una capa epoxifenólica o laca “A” y luego una vinílica. Presenta mejores características que la laca “H” una mayor resistencia química y una mayor flexibilidad. -

Organosoles

Son dispersiones de materiales vinílicos modificados con resinas, aditivos y solventes. Presentan un contenido de sólidos entre 40-80%. Pueden ser incoloros, dorados o pigmentados. Presentan buenas propiedades de dureza, flexibilidad y resistencia química.

Son usados como recubrimiento protector en envases embutidos, tapas y cierres, además como recubrimiento interior, liner, en tapa corona y cierres donde se requiere un sello de plastisol (PVC).  Lacas con aluminio Son mezclas formuladas especialmente para el recubrimiento interior de envases para pescados y carnes. Las lacas soporte del aluminio, pueden ser oleorresinosas, epoxifenólicas o vinílicas modificadas.  Lacas acrílicas Estas lacas presentan buena resistencia al calor y excelente retención del color. Son empleadas como lacas modificadoras de las vinílicas y epoxicas, tanto en recubrimiento interiores como exteriores  Lacas alquídicas. Se emplean exclusivamente para recubrimientos exteriores del envase, puesto que no son adecuadas en contacto con alimentos porque presentan olor y sabor. Como complemento a la información anterior, se presenta en la tabla, en forma comparativa, las principales propiedades físicas y químicas de los tipos de recubrimientos empleados en la actualidad, no solo para aislar los contenidos sino para protegerlos de las condiciones ambientales. -

Características de las lacas sanitarias.

Las lacas que van a estar en contacto directo con alimentos deben presentar las siguientes características. 

Atoxicidad



No deben afectar ni el olor ni el sabor de los alimentos enlatados.



Deben comportarse como una barrera efectiva entre el alimento y el envase



Su aplicación sobre la hojalata debe ser fácil



Deben ser resistentes y no desprenderse durante los procesos de esterilización ni durante el almacenamiento



Deben presentar adecuada resistencia mecánica par que no se rompan durante los procesos de formación del envase. Figura 8. Envases de metal con lacas sanitarias.

4.1.6. FORMAS Y DIMENSIONES DE LOS ENVASES DE HOJALATA 

Según su forma:  Cilíndrico.  Rectangular: prisma con base rectangular.  Tipo sardina: prisma recto, pero de base elipsoidal.  Tipo estuche.



Según su sección transversal:  Redondo: sección transversal circular.  Rectangular: sección transversal cuadrada o rectangular, con esquinas redondeadas.  Oblongo: sección transversal formada por dos paralelas unidas por semicírculos.  Ovalado: sección transversal elíptica.  Trapezoidal: sección trapezoidal con las esquinas redondeadas.



Según sus características especiales:  Acuellado: una o las dos extremidades tienen una reducción o varias, que permiten el uso de fondos más pequeños.

 Ensanchado: el extremo superior es más ancho que el inferior.  Acordonado: se caracteriza por tener cordones en su pared lateral, lo que le da mayor resistencia al colapso.  Soldado: recipiente de tres piezas, al cual se le han soldado los extremos con las tapas correspondientes. Presentan una pequeña perforación en la superficie de la tapa para ser llenados con sistema de aguja.

4.1.7. PROPIEDADES DEL ENVASE DE HOJALATA  Resistencia Permite el envasado a presión o vacío.  Estabilidad Térmica No cambia sus propiedades al someterse al calor.  Hermeticidad Barrera perfecta entre los alimentos y el medio ambiente.  Integridad Química Mínima interacción entre los envases y los alimentos. Conserva color, aroma y sabor.  Versatilidad Infinidad de formas y tamaños.  Calidad Magnética Permite separar los envases desechados de otros por medio de imanes.

4.1.8. ENVASES DE ACERO LIBRES DE ESTAÑO (TFS) La denominación de TFS viene de las palabras inglesas “TIN FREE STEEL”, que se puede traducir como “acero libre de estaño”. También se le designa como “chapa cromada”. Tuvo su origen hace varias décadas como una respuesta de las siderurgias al riesgo que suponía para la hojalata el aumento del precio del estaño y el peligro de agotamiento de las fuentes de aprovisionamiento de este metal. El TFS suscitó pronto un interés creciente por parte de los fabricantes como de los utilizadores de embalajes metálicos ya que es un material capaz de sustituir a la hojalata en muchas utilizaciones al presentar unas propiedades similares. Chapa cromada (TFS) La hojalata es el principal material utilizado en la fabricación de envases para alimentos y otros productos. A pesar de excelente, el estaño no es el único recubrimiento protector reconocido para el acero. Se ha desarrollado otros recubrimientos por deposición electrolítica y el considerado de mejores características es la chapa cromada

o Tin Free Steeel (TFS). Para algunas aplicaciones tiene ventajas técnicas sobre la hojalata normal y como es más barato que la hojalata de menor recubrimiento puede proporcionar apreciables reducciones de costo. 4.1.8.1. PROCESO DE FABRICACIÓN

El recubrimiento de este material consiste en cromo metálico y óxido de cromo, en la proporción aproximada de 75% de metal y 25% de óxido. La estructura del recubrimiento se compone de dos capas, metal puro adyacente al substrato de acero y óxido de cromo encima. El acero base es el mismo que se utiliza en la fabricación de hojalata. El grosor del recubrimiento es unas 15 veces menor que el de estaño en una cobertura de 2,8 g/m2. Es acero dulce recubierto electrolíticamente por una capa formada por cromo metálico (80 mg/m2) y óxido de cromo (20 mg/m2). El proceso de fabricación es muy similar a la de hojalata electrolítica, es decir, los procesos de limpieza decapado son prácticamente iguales, difieren obviamente en la aplicación de las capas de cromo y dióxido de cromo. En esta etapa se emplean soluciones de ácido crómico y agentes de adición como ácido sulfúrico, fluorhídrico a elevadas temperaturas. Las operaciones posteriores son básicamente las mismas, lavado, marcado, aceitado electrostático y corte. La lamina cromada obtenida por este proceso, presenta cuatro capas: figura 9.Etapas de la lámina de cromada

4.1.8.2.CARACTERÍSTICA DE LA LÁMINA CROMADA El recubrimiento de la lámina TFS, está compuesto por cromo metálico, y oxido de cromo. Los contenidos de estos componentes se encuentran establecidos en la norma AST y son: Tabla 2. Norma AST

Fuente: (Arrieta, 2011)

 Espesor Se define exactamente igual que en la hojalata (ver hojalata).  Lubricación En esta operación se emplean butil esterato y dioctil sebacate, en una finísima película que tiene como objeto proteger las láminas de la humedad y facilitar su manejo.  Acabado La lamina cromada, producida en el país, se comercializa en tres tipos de acabado: 

Brillante: este acabado presenta un brillo lustroso. Se emplea para elaborar envases de uso general.



Piedra (Stone): presenta ligera apariencia opaca, acabado rugoso. También se emplean en envase de uso general.



Mate: acabado opaco sin brillo muy utilizado en la fabricación de tapas corona. Impresión

Dada la alta estabilidad química de la superficie de la lámina cromada, presenta una excelente adherencia a las tintas y lacas, y una adecuada resistencia a la corrosión después del formado.  Resistencia característica



Resistencia a los sulfuros: este material presenta una alta resistencia al ataque de los sulfuros generados por los alimentos.



Resistencia al calor: esta lámina no sufre decoloración o deterioro por calor. Esto permite el uso de lacas de alta temperatura y por ende tiempos más cortos en la operación de horneado.  Unión (cierre lateral)

La lámina cromada se puede unir con adhesivos orgánicos o soldadura eléctrica, previa remoción de la capa de cromo de la zona a soldar. La lámina cromada viene en la misma gama de temples que la hojalata.

Su

comportamiento mecánico es muy similar. Sin embargo, siendo el cromo más duro que el estaño, en el proceso de troquelado, la lámina TFS ofrece una mayor resistencia que la hojalata convencional.

4.1.8.3.PRINCIPALES USOS DE LA LÁMINA CROMADA, COMO ENVASE SANITARIO. La lámina cromada puede ser utilizada para fabricar partes troqueladas, (ovales y cilíndricos) y envases rectangulares. Estos envases requieren de lacas apropiadas tanto para el interior como para el exterior. No se deben emplear para alimentos o preparaciones que contengan más del 1% de ácidos orgánicos, como aceitoso o láctico. Otra limitante en el uso de lámina cromada, es la imposibilidad de emplear soldaduras de bajo punto de fusión (Pb.Sn) debido al alto punto de fusión de la película de pasivación con cromo. Además, no se recomienda para alimentos donde se requiere la presencia del estaño para conservar la coloración de producto contenido. En general se puede agregar que los envases de lámina cromada presentan las mismas propiedades anotadas por los envases de hojalata, es decir, resistencia estabilidad térmica, etc. Teniendo en cuenta las limitantes anotadas.

4.2.ALUMINIO 4.2.1. GENERALIDADES El aluminio primario o metálico se obtiene a partir de compuestos minerales existentes en la corteza terrestre que lo contienen en gran proporción. Tabla 3. Composición de la corteza terrestre

Composición de la corteza terrestre Elemento

Partes por mil

Oxígeno

466

Silicio

277

Aluminio

81

Hierro

50

Calcio

37

Sodio

28

Potasio

26

Otros

35

Total

1000

Fuente: (Ministerio de Comercio Exterior y Turismo, 2009)

En general se suele utilizar Bauxita que es un hidrato de alúmina impuro, del cual se obtiene la alúmina (óxido de aluminio). De ésta, por método electrolítico, se consigue el aluminio metálico. (Ministerio de Comercio Exterior y Turismo, 2009) 4.2.2. PROPIEDADES DEL ALUMINIO Las principales propiedades del aluminio que se tienen en cuenta, cuando se emplean en la elaboración de empaques y envases son las siguientes: 

Es un material higiénico, inodoro, insaboro y no es toxico.



Ni el aluminio ni sus sales cambian las características organolépticas de los alimentos ni alteran sus contenidos nutritivos



La superficie brillante del aluminio refleja del 90-95% de la radiación incidente.



Es un material liviano, su densidad es aproximadamente la tercera parte de la del acero, característica importantísima en los materiales de empaque.



La capa de óxido formada en su superficie sirve como protección contra la corrosión producida por la atmosfera o por algunos alimentos. Este efecto puede ser mejorado si el material se anodiza o se recubre con lacas adecuadas. (Arrieta, 2011)

4.2.3. CLASIFICACIÓN DE LOS ENVASES DE ALUMINIO 4.2.3.1.ENVASES SEMIRRÍGIDOS También la hoja delgada o foil genera a esta familia. Los semirrígidos son el resultado del conformado que tendrá por objeto darle forma espacial a la lámina de foil. (Ministerio de Comercio Exterior y Turismo, 2009). La bandeja es un envase semirrígido, que mantiene una clasificación primaria. Se consideran a las paredes corrugadas (sin deformación de material), y las de paredes lisas (con deformación). En lo que respecta a su grado de complejidad, van de las simples (sólo de aluminio) y de paredes corrugadas para porciones de rotisería revestidas con polipropileno, de paredes lisas, impresas, pintadas y aptas para ser esterilizadas, para comidas preparadas industrialmente. (Ministerio de Comercio Exterior y Turismo, 2009). En cuanto a tamaño, las encontramos desde la pequeña para porción individual de dulces o jaleas; hasta la gran bandeja con divisiones que contiene un almuerzo o cena. (Ministerio de Comercio Exterior y Turismo, 2009) A. Envase De Foil De Aluminio El extenso uso del foil de aluminio como material para envases se debe principalmente a dos características: Se trata de un material de alta visibilidad (que llama la atención) y atractivo. El mismo prolonga la “vida en estante” de los productos debido a que es totalmente impermeable, evitando la oxidación, el shock térmico, así como la acción de otros factores similares que contribuyen al deterioro del producto. (Ministerio de Comercio Exterior y Turismo, 2009).

El foil de aluminio es compatible con la mayoría de los alimentos, drogas, productos químicos, mercaderías duras y blandas. Pocos productos podrían corroer este material ya que dispone de una amplia variedad de recubrimientos y laminados de plástico o papel. El éxito y el creciente uso del foil de aluminio para todo tipo de envases, ya sea como parte estructural o como elemento de identificación del mismo, son resultado directo de la excelente función que cumple a un bajo costo. (Ministerio de Comercio Exterior y Turismo, 2009). B. Tubos Colapsibles Son envases deformables (y no flexibles) elaborados principalmente en metal (también se producen en polímeros) de forma tubular, destinados a contener productos líquidos y pastosos que permiten disponer de los contenidos por presión. En Europa y Norteamérica estos recipientes se han empleado para envasar salsas, mayonesas, quesos, jaleas, patés y pastas de carnes y de pescados, dentífricos y productos medicinales. (Arrieta, 2011). 4.2.3.2.ENVASES RÍGIDOS Son aquellos que no se deforman fácilmente bajo presión manual moderada, aun estando vacíos. Incluimos aquí: -

Latas para bebidas.

-

Latas para alimentos.

-

Aerosoles.

Comencemos con el análisis de las latas, diferencian- do dos procesos cuya utilización está determinada por la relación altura/diámetro del envase y su capacidad: -

Embutido y estirado (Draw and Ironing) D& I.

-

Doble embutido (Drawing and Redrawing) D& R.

Ambos procesos parten de una secuencia común, que es el corte de discos a partir de material en rollos (grandes producciones) o planchas. El espesor del material de partida es variable según el país productor; en Europa se parte de 0,31 mm y en EE.UU. de 0,28 mm. (Ministerio de Comercio Exterior y Turismo, 2009).

A. DE TRES PIEZAS Se producen y se utilizan envases de aluminio de tres piezas, elaboradas en forma similar a los de hojalata, pero con la costura lateral formada por sobre posición y generalmente unida mediante adhesivos. (Arrieta, 2011). B. DE DOS PIEZAS El envase de aluminio de dos piezas no tiene costura lateral ni doble cierre, en el fondo, una sola pieza constituida en el fondo y el cuerpo. Este envase presenta la posibilidad de una impresión completa alrededor del cuerpo. Su resistencia a la compresión es adecuada y aunque es menor que la de la hojalata se puede estibar sin riesgo. (Arrieta, 2011). La fabricación de las latas de aluminio se lleva a cabo a partir de láminas de aluminio (rollos) que alimentan los equipos de troquelado y embutido. En diez pasos en los que se incluyen formación de copas y cuerpos, tratamiento superficial para la fijación de tintas, lavado, decorado exterior, lacado interior, formación de cuello e inspección lumínica, para examinar poros en las latas, se obtiene el envase listo para ser llenado y cerrado. (Arrieta, 2011). Como el aluminio o mejor la capa de óxido de aluminio que se forma en su superficie no es completamente inerte el recipiente, como se mencionó debe ser compatible con el alimento a enlatar. El recubrimiento interior se debe realizar después de conformado el cuerpo, teniendo el cuidado de lograr una capa interior completa y uniforme. (Arrieta, 2011). 

Embutidos

El embutido es un envase. El aluminio juega un papel estructural que no tiene en los envases flexibles y es muy poco relevante en los semirrígidos. Obliga a la utilización de diversas aleaciones, que según los casos dan las soluciones más adecuadas y económicas. (Ministerio de Comercio Exterior y Turismo, 2009).

Tabla 4. Usos de los envases de aluminio

Usos de los envases de aluminio Rígidos

Flexibles

Bebidas

Alimentos

gasificadas

preparados

Cerveza

Snacks

Dentífricos

Caramelo

Aerosoles

Galletas Jabones

Fuente: (Ministerio de Comercio Exterior y Turismo, 2009).

4.2.4. PROCESO DE ELABORACIÓN figura 10. Proceso de elaboración A

figura 11. Proceso de elaboración B

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS  Arrieta, K. P. (07 de diciembre de 2011). Envases metalicos. Recuperado el 03 de Julio de 2017, de Aluminio: https://es.scribd.com/doc/75041072/ENVASESMETALICOS  INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA INDUSTRIAL. (2012). ENVASES Y EMBALAJES.  MINISTERIO DE COMERCIO EXTERIOR Y TURISMO. (2009). GUIA DE ENVASES Y EMBALAJES.  Ministerio de Comercio Exterior y Turismo. (junio de 2009). GUÍA DE ENVASES Y EMBALAJES.

Recuperado

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Aluminio:

http://www2.congreso.gob.pe/sicr/cendocbib/con4_uibd.nsf/FA47F265788D9E340 5257EBA005CC2F9/$FILE/Gu%C3%ADa_Envases_y_Embalaje.pdf