Esame di packaging: secondo parziale

Alluminio

Alluminio impiegato nel settore del pack per alimenti. Materiale che si presta a diverse lavorazioni:

• Lattine
• Bombolette aerosol
• Tubetti
• Scatolette
• Vaschette per alimenti
• Foglio sottile
• Chiusure

STORIA DELL'ALLUMINIO

Materiale più antico della plastica, la sua lavorazione ha inizio ai primi del 900. Usato all'inizio per contenitori per bevande e poi per confezionare prodotti ittici e carne.

Gli imballaggi alluminio immessi sul mercato in Italia:

• Imballaggi rigidi 50%: lattine contenitore
• Imballaggi semirigidi 30%
• Imballaggi flessibili 20%: ALLUMINIO MATERIALE SOSTENIBILE

DA DOVE ARRIVA?

Viene estratto dalla bauxite che è minerale che si trova in forma di argilla di vario colore. Si trova nelle aree tropicali ed è di facile estrazione. La bauxite è un minerale complesso e l'alluminio è presente solo per l'8,7%.

PREPARAZIONE DELL'ALLUMINIO

Il processo di isolamento a partire dalla bauxite è un processo complesso e oneroso sia da

Il punto di vista energetico è di natura chimica. Per estrarre l'alluminio dalla bauxite, mi baso sui componenti della bauxite che contengono alluminio, ovvero l'allumina. Il processo che devo seguire è di natura chimica ed è chiamato processo Bayer.

FASE 1: La bauxite viene lavata con idrossido di sodio a 175°C. Questa fase è chiamata digestione. L'allumina diventa tetraidrossialluminato di sodio. Nella bauxite di partenza non c'è solo allumina, ma anche tutti gli altri componenti. Utilizzando l'idrossido di sodio, sono sicuro che tutti i componenti diversi dagli ossidi di allumina non reagiscono e vengono filtrati e scartati come impurità solide. Alla fine, come scarto, ottengo un fango rosso.

Successivamente, faccio un raffreddamento in modo che il tetraidrossialluminato di sodio si trasformi in idrossido di alluminio. Questo precipita come solido bianco e vaporoso. A questo punto, l'idrossido di alluminio viene calcinato, ovvero riscaldato a più di 1000°C, per eliminare tutta l'umidità.

Eccesso per far si che si gente ossido di alluminio puro o ALLUMINA. Sarà proprio da allumina che produrrò alluminio per fare poi i contenitori !!

2 FASE O FASE ELETTROLITICA: Allumina deve essere sottoposta ad elettrolisi cioè processo che consiste nel fare avvenire reazioni chimiche grazie ad apporto di energia elettrica. Allumina disciolta in bagno di criolite fusa in vasca dove c'è corrente di intensità elevata. In questo bagno allumina viene dissolta in alluminio e ossigeno. Alla base della vasca c'è un catodo nutre sopra ci sono anodi. Per questo si genera corrente elevata che a temperatura adeguata fa sì che dall'allumina si generi l'alluminio che è fuso. Quindi viene poi inviato alle fai successive per creare il lingotto. Questo processo è molto dispendioso dal punto di vista energetico (temperatura intorno a 950°) e inoltre allumino che ottengo è alluminio primario. Alluminio secondario è

Invece quello che ottengo da materiale riciclato. Partendo da materialericiclato si evita tutto il processo (sia estrazione sia quella elettrolitica). Evitando i 2 processi fa sì che il riciclaggio abbia importanza strategica. Per 1 Kg di alluminio uso 2 kg di allumina e 4 kg di bauxite.

COSA SUCCEDE ALLUMINO RICICLATO? A 500 ° tutte le sostanze per fare stampa ecc. vengono allontanate. Il riciclo, come vedo, non impiega fasi chimiche e le fasi termiche sono più vantaggiose del processo bayern. Visto che l'alluminio riciclato ha le stesse caratteristiche, posso usarlo nuovamente come materiale a diretto contatto con alimenti.

ALLUMINIO IN CAMPO ALIMENTARE COME VIENE IMPIEGATO?

• Tipo A = Alluminio PURO, usato soprattutto per la realizzazione di film per avvolgimento, vaschette per la cottura e/o conservazione, pentole
• Tipo B = LEGHE a base di alluminio usate soprattutto per oggetti "fusi" ad esempio caffettiere, piastre per toast, quindi oggetti destinati per contenere per periodi limitati l'alimento.

Sonotipologie di alluminio destinate al contatto con alimenti.
DECRETO MINISTERIALE DELLA SALUTE 18-4-2007 N.76
Il materiale di rivestimento può essere quello usato per rivestire internamente le lattine di bevande dove c'è un sottile strato di materiale plastico.
Per il packaging si impiegano numerose leghe di alluminio diverse per proprietà meccaniche, lavorabilità, attitudine alla saldatura e resistenza alla corrosione, ma sempre con un titolo molto elevato del metallo leggero.
ALLUMINIO PUO' ANDARE A CONTATTO CON TUTTI ALIMENTI IN QUALSIASI CONDIZIONI DI TEMPO E TEMPERATURA?
Anche per l'alluminio possono esserci problemi con il contatto alimentare. Ecco perché nel decreto ministeriale N. 76 vengono evidenziate 3 condizioni di uso (ricordiamo che queste condizioni non si riferiscono a materiali rivestiti da vernici).
COSA CAMBIA?
Se le tempistiche di contatto sono basse, la temperatura può essere sia di refrigerazione siaambiente.Nell'ultimo caso vedo che tempi elevati e temperature ambienti possono essere impiegate se e solo se si fa riferimento a specifici alimenti e cioè sono gli alimenti secchi come zucchero, sale, caffè biscotti che essendo tutti alimenti secchi interagiscono poco con alluminio stesso. MA COSA EFFETTIVAMENTE SUCCEDE SE ALIMENTO VA A CONTATTO CON ALLUMINIO ? Sono restrizioni che il legislatore inserisce solo quando c'è un'evidenza scientifica. In questo caso questa evidenza venne suggerita da studi condotti da istituto superiore di sanità che mise in evidenza che alluminio non è imballaggio completamente inerte (cioè che non cede nulla all'alimento). Presero vaschette monouso, riempite con acqua a 40° e 5° e studiarono per 10 giorni. Videro che in quella a 40° c'era una migrazione importante di alluminio arrivando fino a 66,5 mg/dm2. Ricordiamo che il limite è di 8 mg/dm2 e quindi è venuto fuori il problema in ambiente.quanto gli 8 mg/dm² venivano superati già dopo 2gg. Facendo riferimento invece a 5° si vede che il trasferimento è praticamente assente anche dopo 10 gg. Un ruolo fondamentale lo gioca non solo la temperatura ma anche la tipologia di alimento a contatto. Dalla tabella vediamo che in base ai diversi alimenti, la migrazione di alluminio cambia molto. Vediamo che pasta e altri alimenti non cambia molto rispetto al bianco. Se il contatto avviene con alimento acido (sottaceti) c'è una importante differenza. LE PROPRIETÀ DELL'ALLUMINIO - Leggero ma resistente - Durevole - Resistente alla corrosione in opportune condizioni di pH - Igienicamente sicuro (protegge dalla luce, dall'aria, dall'umidità e dagli odori e dai mo; favorisce la protezione della qualità di un alimento) - Accoppiabile/laminabile (per produrre materiali multistrato e metallizzati): può andare incontro a operazioni di laminazione. Si presta alla deposizione di.adesivi o materiale che consentono all'alluminio di aderire a materiali con cui è a contatto - a- magnetico, non attratto da calamite - Ottimo conduttore termico - Riciclabile al 100 % AUTOPASSIVAZIONE DELL'ALLUMINIO Si riveste in superficie di ossidi di alluminio. Il fissaggio serve per riempire gli spazi vuoti e per garantire resistenza dello strato di ossido di allumina. APPLICAZIONI DELL'ALLUMINIO TECNICA A DEPOSIZIONE CONTINUA Alluminio fuso depositato tra cilindri raffreddati che in realtà si trovano in serie (arancioni) e sono a distanza progressivamente + vicina in modo da assottigliare il film e ottenere gli spessori desiderati. Questa operazione prevede impiego di temperatura a 500-600 °. Il passaggio tra i rulli fa sì che lo spessore della massa fusa diminuisca e il metallo tenda a raffreddarsi e solidificarsi per poi raccogliere i fogli nelle bobine. Un'operazione così arriva ad attenere materiali con degli spessori di mm che sono materiali utili a fare oggetti come.contenitori o vassoi utili per la gastronomia. Questi spessori sono ancora troppo alti se si vuole arrivare da avere il foglio sottile ( carta stagnola). QUINDI COSA FACCIO ? Il foglio di alluminio che conosciamo ha uno spessore inferiore ai 50 micron. Per ridurre cosi tanto lo spessore, quando arrivo ad un certo spessore, 2 fogli sottili differenti vengono uniti insieme nell'ultimo stadio di produzione e vengono sottoposti ad una riduzione di spessore passando attraverso cilindri che permettono riduzione spessore ma non solo a caldo ma anche grazie all'impiego di sostanze libro-refrigeranti che devono favorire lo scorrimento dei materiali sui cilindri e devono poi consentire il distacco dei 2 fogli che avevamo messo insieme. Avevamo fatto questa operazione di mettere insieme i 2 fogli per ottenere uno spessore più basso senza indurre la formazione di fori e tagli. Questa operazione, oltre ad evitare danni, fa in modo che i fogli di alluminio abbiano una faccia molto lucida e una facciaopaca.Quello opaco e quello rimasto a contatto con l'altro foglio. A contatto con alimento può andare qualunque strato senza problemi. Ricordiamoci che abbiamo utilizzato in questo processo delle sostanze libro-refrigeranti che dovranno poi essere allontanate.

Per questo ci sono operazioni di trattamento termico e sgrassaggio chimico per allontanare componenti lubrificanti, sostanze che sono servite anche per ridurre attriti e surriscaldamenti. Seguono anche operazioni di formatura e stampaggio in caso appunto devo andare a fare vaschette o contenitori.

LE LATTINE

Alluminio si presta a lavorazioni che consentono di ottenere la lattina. In questo caso devo ricordarmi che abbiamo a che fare con un corpo cavo dotato di un'unica apertura. Il fondello non esiste e quindi l'aggraffatura avviene solo per il sistema di chiusura nella parte alta dopo il riempimento. Per costruire questo corpo scatola si parte da una lastra di alluminio ad uno spessore dato che viene imbutita e si viene

ina viene formato da un'altra operazione di formatura, dove viene creato un restringimento per permettere l'inserimento del tappo. Infine, la lattina viene sottoposta a un processo di finitura, che include la pulizia, la verniciatura e l'applicazione delle etichette. La scatola iniziale, senza forma finale, viene inserita nello stampo di stiratura, che è costituito da una serie di anelli concentrici. Questi anelli riducono lo spessore del corpo della scatola man mano che viene stirata. La stiratura avviene grazie all'azione di un punzone che spinge la lastra, facendola prendere la forma desiderata. Nella parte finale dello stampo è presente uno strumento di formatura che consente di creare la forma classica concava della lattina. Successivamente, vengono eseguite tutte le operazioni necessarie per definire la parte finale della lattina. Il collo delle lattina viene formato tramite un'altra operazione di formatura, che crea un restringimento per permettere l'inserimento del tappo. Infine, la lattina viene sottoposta a un processo di finitura, che include la pulizia, la verniciatura e l'applicazione delle etichette.