Tecnologie del condizionamento - esami svolti

Problema (09/18):

Stimare i 3 valori di permeabilità all'ossigeno che risultano: I) dalla laccatura di un film, che ha PO2=5000 cm³ m^-2 bar^-1 dì^-1 con 2 g m^-2 di PVDC (KPO2 = 50 cm³ µm m^-2 bar^-1 dì^-1, σ=1.36 g cm^-3); II) dalla laccatura dello stesso film con 4 g m^-2 di PVDC; III) dalla sua laminazione con un film che ha KPO2=12500 cm³ µm m^-2 bar^-1 d^-1 e spessore pari a 25 µm.

Risoluzione

1) Permeabilità laccatura

P resist = P0l ·

15000

1 = 618 =

2 g/₁/¹/ ^{2 1.36} g/¹/³_{1.47 a} r^{2 3} 610

Problema (07/18):

Calcolare il coefficiente di diffusione apparente (Dp, cm² s^-1) del monomero del PS di cui è fatto un vasetto di panna da 500 g. Il packaging pesa 45 g e contiene lo 0.85% di monomero residuo. Il suo spessore medio è di 105 µm. Dopo 30 giorni nella panna sono presenti 800 ppb di additivo.

1. CONVERSIONE t

30 GIORNI , 24 h , 3600 s = 2'592'000 s

giorni h

2. Mt e t

t = 500 g . 800 ppb = 0.5 kg . 800 _ppb = 0.4 mg

Massa Prodotto

Massa Residuo

Mp₀

Mpo = 45 g . 0.85 = 0.3825 g → 0.3825 d . 10⁶ = 38250.00 mg

100

D

( Mt e )² . ( 1 )

= ( Mpo ) . ( h² ) . ( t )

t

Problema (04/18):

Quale spessore deve avere un film di PET orientato (KPO₂ = 1200 cm³ μm m^-2 d^-1 bar^-1) per offrire la stessa barriera offerta da un laminato PE 35 μm/OPA 15 μm/PP 25 μm (PE: KPO₂ = 25000 cm³ μm m^-2 d^-1 bar^-1, OPA: KPO₂ = 200 cm³ μm m^-2 d^-1 bar^-1, PP: KPO₂ = 10000 cm³ μm m^-2 d^-1 bar^-1.

Risoluzione

Calcolo Permeabilità laminato

                   35   15   25

------ + ------ + ------ = 0,0989

   25000  200  10000

P PET = 12,67 cm³ m^-2 d^-1 bar^-1

Spessore

        1200

----------- = 94,71 μm

       12,67

Problema (02/18):

La shelf life di un prodotto sensibile all'ossidazione nell'imballaggio A è di 7 giorni; stimare la shelf life del prodotto se l'imballaggio A viene sostituito con l'imballaggio B ?.

A = busta 4 saldature 15x20 cm; PP 30µm/PET 12µm/PVDC 7 µmB = busta 4 saldature 20x20 cm; LDPE 70 µm/ EVOH 12µm/EVA 25 µm

(1) Calcolo

(2)

ProblemaLa WVTR di un film di LDPE da 12.5 μm di spessore, in condizioni temperate, è pari a 20 (g m⁻² 24h⁻¹). Quale è la WVTR in condizioni tropicali dell’accoppiato LDPE/Alluminio sottile 15μm se il foglio di alluminio presenta, mediamente, 50 microfori/dm², di diametro pari a 250 μm.La tensione del vapore d’acqua a 25, e 38 °C è (in mm di Hg) rispettivamente: 23,76 - 49,69.

Problema

Una confezione flessibile di OPP ha le seguenti caratteristiche: Superficie permeabile di 1200 cm²; Grammatura di 70 g m²; Volume libero di 300 ml; atmosfera iniziale pari a 80% N₂, 20% CO₂. 12 ore dopo il confezionamento nella confezione si ritrova lo 0.5% di ossigeno. Calcolare approssimativamente le costanti di permeabilità all’ossigeno ed alla anidride carbonica del materiale.

11 ppm = 7 Mtd, 0,1 Mtq 8 ppm = 100

Mtq = Vem (Mt/Vt)

1. calcolo Mtqd e Mt

Mtqd = 7/11 ppm Diversino 100/7, 0,1 kg = 3,51 mg/kg

Mt = 100 ppm, 0,3582 80 mt

2. calcolo tm

tm = (Mtm / Mtd_{@sqrt{Ts}})²

= (50 / 3550_{@sqrt{13}})²

= 592d

1) MdF = 0,94 g/cm³ ; Vl olio = (Mp Eso Sup. A = 500 cm² 0,1) 0,05 _- 0,0500 cm

D = B/A = 3,56 * 10^-10 m² / s a 4100 6 MESI

D Ass. LEGIONE E DIMINIZIONE DNA CLOACOIDEEIN) Md = M_p.Z P_DA

CONVERSIONE TEMPO

t= 6 MESI = 30 d. 24 h. 3600 s = 15.552.000 s

2) CALCOLO M_d, V, l) + CONVERSIONE D (PER AVERE TUTTO IN CM)

M_d = 50 * 0,1 = 0,05 g

^PesoV = _DENSITA = ^{50 g} _{0,94 g/cm³​} = 53,19 cm³

F = ^V_A = ^{53,19 cm3}_{500 cm²} = 0,106 cm

D = 3,56 * 10^-10 m² * 10 = 3.56*10 cm

3) CALCOLO Da M_t

M_t = 0,05 , 2

= 0,00396 f

Problema 20

Stimare il coefficiente di diffusione apparente (cm² s⁻¹) dell'additivo Z, che è 0,85% in PS di una tazza di yogurt (125 g). Il peso della confezione è di 23 g. Lo spessore medio è 110 μm. Alla fine di Shelf Life (3 settimane) nello Yogurt 750 ppb dell'additivo sono presenti.

M_F.f = M_p,0 × (2 / l_p)^0.5 × (D × t / π)^0.5

(M_F.t / M_p,0)² = (4 / l_p²) × (D × t / π)

(M_F.t / M_p,0)² × (l_p² / 4) × (π × t) = D

A

Produzione, Le 3 Bottiglie Sono Conformi

Calcolo E Analisi Delle Tre Bottiglie

• A) CF₀₀ = 1200 ppm = 52,8 ppm
• B) CF₀₀ = 1200 ppm = 60 ppm
• C) CF₀₀ = 1200 ppm = 68 ppm

Bottiglia A ConformE; Bottiglia B CoNForma (Caso Limite); Bottiglia C Non ConformE

Problema 15

7,5 g di crema al caffè sono confezionati in una coppetta in PS che ha una superficie di contatto di 11,3 cm2 e uno spessore medio di 380 μm. La PS mostra un residuo monomerico pari a 800 ppm e una densità di 1,08 g/cm3. Lo stirene ha una soglia olfattiva pari a 300 μg/kg (ppb). Stimare quanto tempo ci vuole per raggiungere il valore di soglia se il coefficiente di diffusione (DP) è 3.10x10^-18 m2s^-1 e supponendo che tutto il monomero possa migrare nella crema.

M_FL,M = 300 μg/kg x 0.0075 kg = 2.25 μg

M_p0 = M_F∞

800 μg/g x (11.3 cm² x 380 x 10^-4 cm) x 1.08 g/cm³ = 371 μg

t_M = (πI_p²/4D) x (M_FLM/M_F∞)²

t_M = (3.14 x (380 x 10^-6m)² / (4 x 3.10x10^-18 m²s^-1)) x (2.25 / 371)² =

1.345 10⁶ s = 373.6 h = 15.6 d

Problema Extra 1

Una confezione di riso sottovuoto ha le seguenti dimensioni in cm:

• 5,5 * 14,5 * 19. Il materiale è un accoppiato PE/PET/PVDC Spessori (µm) 50/15/12 e permeabilità (cm³ m^-2 1pa^-1 h^-1) 3500/1,100/2.

La confezione è chiusa ad una pressione totale residua di soli 30mbar. Calcolare la quantità di ossigeno che entra nelle prime 6 ore.