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Il processo di isolamento dell'alluminio

Il processo di isolamento dell'alluminio è alquanto complesso e si svolge in due fasi:

1. Fase chimica: preparazione di allumina

La preparazione dell'Allumina avviene attraverso il processo chimico Bayer in apposite raffinerie, che per ragioni logistiche sono spesso ubicate vicino alle miniere di bauxite. La Bauxite (Al₂O₃·nH₂O) contiene solo una parte dell'allumina (Al₂O₃, ossia ossido di alluminio puro). La restante parte è formata da biossido di silice, ossidi di ferro, biossido di titanio.

Nel processo bayer, la bauzite viene lavata con una soluzione di idrossido di sodio, NaOH, a 175°C (fase generalmente chiamata digestione). Questa operazione converte l'allumina in Al(OH)₄, secondo la reazione (digestione).

Gli altri componenti della bauxite non possono essere dissolti nel bagno idrossilico; vengono quindi filtrati e scartati come impurità solide (chiamato fango rosso, per la sua colorazione).

presenza di ossididi ferro). Successivamente il bagno idrossilico viene raffreddato, consentendo all’idrossidodi alluminio di precipitare sotto forma di solido bianco e vaporoso; tale è detta, perl’appunto, precipitazione. Questo materiale cristallino viene calcinato (riscaldato) atemperature superiori ai 1000°C, eliminando l’umidità e trasformandolo in ossido dialluminio, detto allumina (Al2O3). L’allumina viene successivamente spedita per essereutilizzata come materia prima negli impianti di fusione per l’alluminio.

2) Fase elettrolitica: produzione di alluminio: L’allumina viene sottoposto a elettrolisi (oriduzione) in un bagno di criolite fusa (Na 3 AlF 6 sotto una corrente di intensità moltoelevata 50 000 150 000 kA intendendo con ciò la sua dissoluzione in alluminio e ossigenoL’elettrolisi è un processo che avviene in apposite celle. Il processo si svolge in cellecostituite da vasche rettangolari di

grandi dimensioni, costruite in acciaio e mattoni refrattari su cui è disposta una suola di grafite che funziona da catodo (essendo collegata al polo negativo di un generatore di corrente continua). Queste celle contengono un elettrolita fuso, nel quale avviene la vera e propria dissoluzione dell'allumina, costituito da una mistura di criolite (3NaF·AlF3) fusa con additivi utilizzati per ridurre la temperatura di funzionamento delle celle elettrolitiche a valori accettabili (960-980°C).

Barre rettangolari di carbone (grafite) vengono immerse nel fuso fin quasi a contatto con il fondo della cella e funzionano da anodo (sono, infatti, collegate al polo positivo del generatore di corrente continua) ed agiscono come conduttori elettrici: la corrente elettrica che attraversa il bagno fuso consente di mantenere la temperatura ai valori voluti (960-980°C) per effetto Joule, e provoca la riduzione dell'allumina che si dissolve in alluminio e ossigeno. L'alluminio si

deposita al catodo (ossia sul fondo della vasca), mentre l'ossigeno che si libera all'anodo reagisce con esso producendo CO e CO2 e provocandone il progressivo consumo per combustione.

Circa il 90% dell'alluminio prodotto nel nostro Paese proviene dal riciclo e non differisce per nulla da quello ottenuto dal minerale originale poiché le caratteristiche fondamentali del metallo rimangono invariate. Dopo la selezione, gli imballaggi in alluminio, prima raccolti poi pressati in balle, vengono avviati a riciclo in fonderia. Sostanzialmente qui il materiale viene pretrattato a circa 500°C per essere epurato da vernici o altre sostanze aderenti e poi fuso a 800°C per ottenere alluminio liquido da cui si ottengono lingotti e placche destinate a essere lavorate per la produzione di semilavorati e nuovi manufatti.

L'alluminio riciclato ha le stesse proprietà e qualità dell'alluminio originario e viene impiegato nell'industria automobilistica, nell'edilizia,

Nei casalinghi e per nuovi imballaggi.

MATERIALI E OGGETTI IN ALLUMINIO

In campo alimentare l'alluminio trova applicazione sotto due forme:

Il tipo A= Alluminio PURO, usato soprattutto per la realizzazione di film per avvolgimento, vaschette per la cottura e/o conservazione, pentolame

Il tipo B= LEGHE a base di alluminio usate soprattutto per oggetti "fusi" ad esempio caffettiere o piastre per toast, quindi oggetti destinati a contatti per periodi limitati e, nel caso delle caffettiere, solo con acqua.

Ai fini del presente regolamento si intende per:

1. Alluminio: il metallo il cui tenore minimo di alluminio è pari al 99,0%, espresso come massa;
2. Lega di alluminio: il prodotto ottenuto dall'unione per fusione di due o più metalli, ove l'alluminio è presente in percentuale maggiore rispetto agli altri metalli;
3. Alluminio ricoperto: il prodotto definito ai punti 1 o 2 ove lo strato a contatto diretto con gli alimenti.

è costituito da altro materiale.

Campo di applicazione:

1. Il regolamento disciplina i materiali e gli oggetti di alluminio e di leghe di alluminio destinati a venire a contatto con gli alimenti.
2. Il regolamento non si applica ai materiali ed agli oggetti di alluminio ricoperto, purché lo strato a diretto contatto con gli alimenti esplichi effetto barriera.

In alcuni casi (tubetti e l’attine) l’Alluminio viene rivestito di una vernice (plastica) che lo isola dal contatto diretto con l’alimento: tale rivestimento è importante quando il materiale è destinato a venire in contatto con bevande o alimenti aggressivi. Se lo strato di vernice ISOLA l’alimento dal contatto con l’alluminio allora il contenitore viene considerato come materia plastica e quindi segue la legislazione per tali materiali.

L’alluminio puo andare a contatto con tutti gli alimenti, in qualsiasi condizione di tempo e temperatura?

L’alluminio puo andare a contatto con

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

Ottimo conduttore termico

Riciclabile al 100%

L'alluminio tende spontaneamente ad autopassivarsi, si ricopre cioè di un sottile strato di ossido (Al2O3) che protegge il metallo dalla corrosione, ma questa protezione spontanea è generalmente insufficiente (ha uno spessore medio di soli 1-5 nm ed è porosa e molto disomogenea, fattore critico per il biofilm). Il metallo viene pertanto passivato industrialmente (anodizzazione) per via chimica o, più raramente, per via elettrochimica, per ottenere uno strato più omogeneo di almeno 50-200 nm di spessore. Una successiva operazione termica,

Detta di fissaggio, ne riduce (senza annullarla completamente) la porosità. A valori di pH compresi tra 3,5 e 8 l'alluminio anodizzato si trova nel cosiddetto stato di immunità grazie alla stabilità dello strato di ossidi (naturali o anodici), che gli garantisce una notevole inerzia nel contatto alimentare; al di sopra o al di sotto di tale intervallo gli ossidi si sciolgono, esponendo il metallo al rischio di corrosione.

FOGLIO SOTTILE DI ALLUMINIO

Il foglio sottile di alluminio è utilizzato a livello domestico o nei reparti di gastronomia, ma è anche utilizzato come materiale che viene accoppiato ad altri (carta, cartoncini, film plastici). Per quanto sottile, il foglio di alluminio rappresenta una barriera insuperabile per gas, vapori e radiazioni luminose. Queste sue prestazioni lo fanno scegliere come strato impermeabilizzante in molte strutture multistrato. Agli spessori più piccoli non è infrequente riscontrare numerosi microfori.

Nel foglio che si originano da particelle di ossido o di polvere presenti sul foglio durante il ciclo di fabbricazione e che pregiudicano le sue prestazioni protettive. Agli spessori maggiori viene invece utilizzato per formare, mediante imbutitura, vaschette, vassoi ed altri oggetti.

Si produce con due tecniche diverse:

• Per calandrature successive a caldo di blocchi di metallo puro.
• Per deposizione continua del metallo fuso su cilindri raffreddati (tecnica più usata).

Come mai una delle due facce è opaca? In quanto durante la calandratura vengono posti due fogli di alluminio e poi separati, in quanto portare il foglio così sottile non sarebbe possibile.

Nella tecnica di deposizione in continuo il metallo fuso viene fatto passare su di una serie di cilindri raffreddati, la cui distanza è progressivamente ridotta al fine di ottenere gli spessori desiderati.

Umberto Zoppis

Nel corso di queste operazioni, l'alluminio è lubrificato al fine di favorire lo scorrimento.

del materiale sui cilindri. Per ottenere gli spessori più bassi (di solito inferiori a 50 µm), frequentemente due fogli sono avvolti insieme nell'ultimo stadio di produzione e insieme sottoposti alla riduzione di spessore, utilizzando fluidi lubro refrigeranti per facilitarne il successivo distacco. Tale processo conferisce al foglio sottile la caratteristica di avere un lato lucido (quello a contatto con il cilindro di calandratura) e l'altro opaco.

IMBUTITURA E STIRATURA= Le lattine per bevande gasate sono fabbricate mediante il processo di imbutitura e stiratura. Il corpo scatola ed il fondello inferiore sono un pezzo unico. La produzione secondo questa tecnica consente un risparmio considerevole di materiale e velocità di produzione superiori. Un disco grezzo viene inizialmente forzato dentro una coppetta (imbutito). In una fase separata, la coppa viene stirata per ottenere la forma desiderata.