Envases de Vidrio y Metal

FACULTAD DE INGENIERIA Y CIENCIAS HUMANAS ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL

ENVASES DE VIDRIO Y METAL Presentado por: MACHACUAY CORDOVA Santiago Asignatura: Tecnología de empaques 2010 – Junín

ENVASES DE VIDRIO Y METAL

ENVASES DE VIDRIO El vidrio es un material inorgánico duro, frágil, transparente y amorfo que se usa para hacer ventanas, lentes, botellas y una gran variedad de productos. El vidrio es un tipo de material cerámico amorfo. El vidrio se obtiene por fusión a unos 1.500 °C de arena de sílice (SiO2), carbonato de sodio (Na2CO3) y caliza (CaCO3). El término "cristal" es utilizado muy frecuentemente como sinónimo de vidrio, aunque es incorrecto en el ámbito científico debido a que el vidrio es un sólido amorfo y no un sólido cristalino.

CARACTERÍSTICAS •Reutilizable y reciclable. •Inerte e impermeable. •Permite larga vida. •La formulación del vidrio puede ser ajustada según el tipo de envase requerido o uso específico. •Es tan maleable que con él se pueden fabricar desde garrafas hasta ampolletas. •No se oxida, ni pierde su atractivo al usarlo, excepto si se usa a la intemperie. Es impermeable, •resiste el calor dentro de un cierto rango, puede apilarse sin aplastarse y se pueden volver a cerrar con facilidad, además de que el consumidor puede ver el interior del envase para verificar la apariencia del producto. •Es material limpio, puro, e higiénico ; es inerte e impermeable para los fines cotidianos. •Los envases de vidrio cerrados son completamente herméticos. •No pueden ser perforados por agentes punzantes. •Como envase hermético, puede cerrarse y volverse a abrir. •Permite larga vida de anaquel. •Es barrera contra cambios de temperatura. •Los envases de vidrio se incluyen dentro de la clasificación de vidrio hueco, para así diferenciarlos de los vidrios planos, fibras y vidrios especiales, que se fabrican por otros procesos.

CLASIFICACIÓN LOS ENVASES DE VIDRIO Los envases se pueden fabricar de primera elaboración o de fabricación directa ; y de segunda elaboración que se fabrican a partir de un tubo de vidrio especial. DE PRIMERA ELABORACIÓN: Botellas o garrafas :Envases de boca angosta, y capacidad entre 100 y 1500 ml. Botellones : De 1.5 a 20 lt o más. Frascos : De pocos ml a 100 ml, pueden ser de boca ancha o de boca angosta. Tarros : Con capacidad de un litro o más, tienen el diámetro de la boca igual al cuerpo. Si la altura es menor que el diámetro se llaman potes. Vasos : Recipientes de forma cónica truncada e invertida. DE SEGUNDA ELABORACIÓN : Ampolletas : De 1 a 50 ml para humanos, y hasta de 200 ml para uso veterinario. La punta se sella por calor. Frascos y frascos-ampollas : Viales generalmente para productos sólidos de 1 a 100ml.

DISEÑO Para el diseño de un envase de vidrio, se deben considerar factores tales como : • Forma, estética, estabilidad y funcionalidad en sus líneas. • El tipo de corona o rosca que se usará, de acuerdo al uso que se le va a dar. • La relación del envase con el contenido. • El vidrio tiene resistencia a la compresión y estabilidad en la línea de llenado por lo que se le puede dar cualquier forma en el diseño, teniendo cuidado en la calidad de los moldes y en el proceso de fabricación. • Es preciso tener en cuenta el tamaño y la forma de las etiquetas. La mejor superficie para las etiquetas es la cilíndrica, donde se puede alisar la etiqueta en el envase, ya que en una superficie esférica o cóncava, ésta se arrugaría. • El diseñador debe investigar las condiciones en que se usará el envase, con el fin de darle un diseño óptimo y funcional. • Las facetas en el envase, usadas especialmente en perfumes o cosméticos, hacen resaltar la imagen de alta calidad, recordando las joyas y el cristal. • En el diseña de un envase debe tenerse muy en cuenta la ergonomia. En este punto cabe mencionar que para ciertos casos el diseña de un asa adicional hará más manejable el envase.

DISEÑO •Otro factor importante a considerar son las dimensiones y condiciones del lugar de almacenaje. • La resistencia de la botella puede ser aumentada por el uso efectivo de la forma; por ejemplo, las formas esféricas son más resistentes, seguidas de las cilíndricas y las rectangulares. Si se requiere de una botella rectangular, por la razón que sea, se puede incrementar la resistencia agregándole aristas o protuberancias en el centro de la botella. • El vidrio es aprobado por la FDA (US Food and drug administration) para contacto con alimentos. • El espesor debe estar uniformemente distribuido, con suaves transiciones entre paredes, fondo, hombros y cuello. Actualmente los valores que se aceptan en máquinas modernas son de 3 a 5 mm para envases retornables y de 2.2 a 2.5 mm para no retornables. IMPRESIÓN Y ETIQUETADO Los envases de vidrio se pueden imprimir con pigmentos que mezclados con el vidrio le dan a éste una coloración determinada; otros motivos son aplicados por etiquetas, inmersión, rociados o serigrafia. Las tintas deben ser resistentes a la abrasión y a los detergentes.

RECUBRIMIENTOS Con el fin de mejorar los envases, se someten a un recubrimiento, el cual se efectúa antes y después del recocido. Comúnmente se aplica por presión o vaporización. Por lo general, la primera parte del tratamiento se realiza en cliente y puede ser por vaporización o goteo. La segunda parte, un recubrimiento metálico, se aplica por vaporización o aspersión y no siempre necesita que se haya aplicado el tratamiento en caliente. Una de las funciones de los recubrimientos es evitar la fricción, para esto se usan aceites comestibles y polímeros. Un tipo de recubrimiento es el polietileno, cuya superficie también se puede oxidar para facilitar la adherencia de las etiquetas ; otro recubrimientos son el polietilen-glicol y el estearato de polietilenglicol, aunque no son permanentes. Cualquier recubrimiento para alimentos, bebidas y similares debe ser aprobado por las autoridades sanitarias.

PIGMENTACIÓN El vidrio puede obtenerse en diversos colores, según gustos o necesidades específicas, tanto para conservación del contenido, como elemento de diseño.

•Rojo.......................................Óxido cúprico y sulfato de amonio. •Amarillo................................. Óxido férrico y óxido de antimonio •Verde amarillento.................. Óxido de cromo •Azul....................................... Óxido de cobalto •Violeta....................................Manganeso •Negro..................................... Óxido férrico •Ópalo..................................... Fluoruro de calcio •Ámbar.....................................Carbón y compuestos sulfatos

TIPOS DE CIERRE •Cierres internos : Tapones de corcho, goma, plástico o vidrio esmerilado. •Cierres externos : Tapas de hojalata, o aluminio, con recubrimientos de goma o plástico, tapas de plástico, roscadas a presión. •Cierres por soldadura del mismo vidrio : En ampolletas, donde se cierra un extremo con calor.

TIPOS DE CORONA •Cuerda continua corta. •Cuerda continua larga. •Twist off. (Desenroscar) •Pry off. (Palanca) •Corona. •Biológica. •Pour out. (Derrama) •De corcho. •Pilfer proof. (Seguridad) •De presión. •Rociadora. •Con asa. •Lug amerseal.

PROPIEDADES DEL VIDRIO una función tanto de la naturaleza de las materias primas como de la composición química del producto obtenido. Esta composición química se suele representar en forma de porcentajes en peso de los óxidos más estables a temperatura ambiente de cada uno de los elementos químicos que lo forman. Las composiciones de los vidrios silicato sódicos más utilizados se sitúan dentro de los límites que se establecen en la tabla adjunta. Intervalos de composición frecuentes en los vidrios comunes Componente

Desde ... %

... hasta %

SiO2

68,0

74,5

Al2O3

0,0

4,0

Fe2O3

0,0

0,45

CaO

9,0

14,0

MgO

0,0

4,0

Na2O

10,0

16,0

K2O

0,0

4,0

SO3

0,0

0,3

Coeficientes para el cálculo de propiedades del vidrio Propiedad

Valor

Unidades

2,49

g/cm3

8,72•10-6

°C-1

0,002 319

cal/cm.s.°C dinas/cm

Índice de refracción (a 589,3 nm)(3)

1,52

-

Módulo de elasticidad a 25 °C

719

kbar

Módulo de Poisson a 25 °C

0,22

-

Resistencia a la tracción a 25 °C(4)

(900)

bar

Constante dieléctrica (4.5.188 Hz) Resistencia eléctrica a 1100 °C Resistencia eléctrica a 1500 °C

7,3 1,06 0,51

Ώ.cm Ώ.cm

Calor específico a 25 °C

0,20

cal/g/°C

Atacabilidad química DIN 12111(5)

13,52

Densidad a 25 °C(1) Coeficiente de dilatación lineal a 25 °C(2) Conductividad térmica a 25 °C Tensión superficial a 1200 °C

ml de HCl 0,01N

Fuente Gilard & Dubrul[cita requerida] Wilkelman & Schott[cita requerida] Russ[cita requerida] Rubenstein[cita requerida] Gilard & Dubrul[cita requerida] Appen[cita requerida] Wilkelman & Schott[cita requerida] Wilkelman & Schott[cita requerida] Appen & Bresker [cita requerida] [cita requerida]

Sharp & Ginter[cita requerida]

R. Cuartas[cita requerida]

TIPOS DE VIDRIOS Vidrio flotado Vidrio armado Vidrio templado Vidrio laminado Vidrio soplado Vidrio opalino Vidriado

VIDRIO FLOTADO El vidrio flotado consiste en una plancha de vidrio fabricada haciendo flotar el vidrio fundido sobre una capa de estaño fundido. Este método proporciona al vidrio un grosor uniforme y una superficie muy plana, por lo que es el vidrio más utilizado en la construcción. Se le denomina también vidrio plano, sin embargo no todos los vidrios planos son vidrios fabricados mediante el sistema de flotación.

VIDRIO ARMADO El vidrio armado es aquel vidrio que se obtiene por el proceso de colado y se le incrusta en su interior una malla metálica en forma de retícula, de manera que, si se rompe, los pedazos de vidrio quedan unidos al alambre evitando su caída y que estos puedan producir lesiones. Esto hace que sea apto para zonas de riesgo y en donde se necesita una seguridad adicional, aunque no se trata de un vidrio antirrobos. Sin embargo, se desaconseja este tipo de vidrio si se expone a temperaturas extremas. Esto es debido a que la diferencia de comportamiento ante el calor o el frío es diferente en el vidrio y el metal, dando lugar a tensiones provocadas por la dilatación de ambos materiales que provocan la ruptura del vidrio. El vidrio armado fue fabricado por primera vez en 1886 por el alemán August F. Siemens.

VIDRIO TEMPLADO El vidrio templado es un tipo de vidrio utilizado principalmente en la industria del motor y la construcción. Hay dos maneras de templar el vidrio: templado químico y templado térmico.

VIDRIO LAMINADO El vidrio laminar o laminado consiste en la unión de varias láminas de vidrio mediante una película intermedia realizada con butiral de polivinilo (PVB), etilvinil-acetato (EVA) y con resinas activadas por luz ultravioleta o simplemente por la mezcla de sus ingredientes. Recibe así mismo el nombre de vidrio de seguridad, aunque este es sólo uno de los tipos que existen en el mercado y no todos los vidrios de seguridad (como los templados) suelen ser laminados. Esta lámina puede ser transparente o translúcida, de colores (los colores pueden aplicarse directamente sobre el vidrio si bien suele preferirse colorear la lámina de PVB o EVA o la resina) e incluir prácticamente de todo: papel con dibujos, diodos LED, telas, etc. También pueden recibir un tratamiento acústico y de control solar. Esta lámina le confiere al vidrio una seguridad adicional ante roturas, ya que los pedazos quedan unidos a ella. Para el proceso con pelicula PVB se requiere de autoclave. Para el proceso con pelicula EVA se requiere de una cámara de vacío y horno a baja temperatura (115-120 grados Celsius).

VIDRIO SOPLADO Se denomina vidrio soplado a una técnica de fabricación de objetos de vidrio mediante la creación de burbujas en el vidrio fundido. Estas burbujas se obtienen inyectando aire dentro de una pieza de material a través de un largo tubo metálico, bien por medio de una máquina o bien de forma artesanal, soplando por el otro extremo, un sistema parecido al que se utiliza para hacer pompas de jabón.

EL VIDRIO OPALINO O VIDRIO LECHOSO El vidrio opalino o vidrio lechoso (milk glass) es un vidrio opalescente o semitraslúcido,[1] [cita requerida] blanco lechoso o de color, soplado o prensado en una gran variedad de formas. Fabricado por primera vez en Murano en 1405[1] y popularizado en Venecia en el siglo XVI, se presenta en colores azul, rosa, amarillo, marrón, negro y blanco, que es el más popular y que le da nombre. Aunque se difundió mucho en la Venecia del siglo 16, en los colores azul, rosa, amarillo, marrón, negro y blanco, fue este último color el que gozó de más difusión por lo que los fabricantes de vidrio del siglo 19 le llamaron vidrio opaco blanco lechoso o "vidrio opalino".

VIDRIADO En sentido estricto, se llama vidriado al compuesto de óxidos o minerales que se aplica sobre un soporte cerámico y luego se calienta a temperatura de fusión. Con el posterior enfriado se logra formar sobre la cerámica una cubierta vítrea estable. Por extensión a veces se denomina "vidriado cerámico" a la técnica de aplicación y cocción de los vidriados.

DE 100 A 200 ML

DE 200 A 300 ML

DE 300 A 400 ML

500 A 600 ML

DE 1000 A MAS

ACEITES

VINOS

LICORES

LICORES

ESMALTES FRASCOS Y TARROS

COMPLEMENTOS TAPAS Y TAPONES

PRINCIPALES DEFECTOS EN UN ENVASE DE VIDRIO •Baja maquinabilidad: Debido a un recocido deficiente, o un choque térmico, o una mala distribución del vidrio, a una corona inclinada o por estar fuera de dimensiones. •Mala apariencia: Presentada por oclusiones o incrustaciones (trozos de vidrio, piedras o puntos negros), por pliegues, rebabas o arrugas. •Reacción del producto: Ocasionado por puntos negros que colorean o afectan el sabor del producto, y problemas de acabado, como coronas mal formadas que permiten el intercambio de gases.

EMVASES DE METAL

ENVASES DE METÁLICOS Un envase metálico, en términos generales, se define como un recipiente rígido para contener productos líquidos y/o sólidos que además puede cerrarse herméticamente. Los envases de metal son generalmente de hojalata electrolítica, o de lámina cromada(TFS) libre de estaño, usada especialmente en la fabricación de tapas y de fondos. Otro material utilizado es el aluminio. La hojalata, por su gran resistencia al impacto y al fuego, además de su inviolabilidad y hermetismo, ofrece al consumidor el mayor índice de seguridad en conservación prolongada de alimentos. Brinda la posibilidad de tener almacenados fácilmente todos los productos necesarios para la supervivencia. El estaño es un elemento importante en la fabricación de envases de hojalata, ya que es el recubrimiento del acero base, los recubrimientos de estaño se hacen por procesos electrolíticos, los más importantes son el ferrostan y el alcalino. Los elementos principales de un envase de hojalata son : Costura lateral Doble cierre (la unión de la tapa y fondo con el envase) Tapas y cierres Compuestas sellantes

PROPIEDADES DE LOS ENVASES DE ALUMINIO

Resistencia : Permite envasar alimentos a presión o vacío. Estabilidad térmica : El metal no cambia sus propiedades al exponerse al calor(sólo se dilata pero no afecta a los alimentos). Hermeticidad : Barrera perfecta entre los alimentos y el medio ambiente, ésta propiedad es la principal característica exigida a éstos envases, para evitar descomposición por la acción de microorganismos o por las reacciones de oxidación. Calidad magnética : Permite separar fácilmente los envases desechados de otros desperdicios, por medio de imanes. Integridad química : Mínima interacción química entre éstos envases y los alimentos ayudando a conservar color, aroma, sabor. Versatilidad : Infinidad de formas y tamaños. Posibilidad de impresión : Pueden imprimirse a gran velocidad con diseños litográficos de gran calidad o pueden recubrirse con lacas para su protección. La hojalata con características fisicoquímicas especiales, para estar en contacto con los alimentos, está formada por 6 capas : Acero base. Aleación de acero. Hierro. Estaño libre. Zona de pasivación. Película de aceite orgánico.

CLASIFICACIÓN DE LOS ENVASES DE METAL SEGÚN SU FORMA : • Cilíndrico • Rectangulares • Tipo sardina • Tipo estuche SEGÚN SU SECCIÓN TRANSVERSAL • Redondo • Rectangular • Obolongo • Ovalado • Trapezoidal SEGÚN SU CONSTRUCCIÓN • De tres piezas • De dos piezas

ENVASES METALICOS CILÍNDRICOS Cilíndrico : De dos o tres piezas, cuerpo de forma cilíndrica, fondo y tapa planos o ligeramente cóncavos, pueden ser rectos, reforzados o con cordones. Hay otros donde el fondo y el cuerpo forman una sola pieza.

ENVASES METALICOS RECTANGULARES Rectangulares : Poseen forma de prisma, con base rectangular, fabricados en diferentes capacidades, el más conocido es el tipo galón. Hay otros tipos mucho más reducidos, usados para productos de mar.

ENVASES METÁLICO TIPO SARDINA De forma de prisma recto, similar al cilíndrico, pero de base elipsoidal, se emplea generalmente para envasar sardinas.

ENVASES METÁLICOS TIPO ESTUCHE

Se caracterizan porque presentan una tapa de cierre por fricción. Se emplean como envase de lujo para dulces. galletas y otros productos.

SEGÚN SU SECCIÓN TRANSVERSAL Redondo : Envase metálico que tiene una sección transversal circular. Rectangular : Posee sección transversal cuadrada o rectangular con las esquinas redondeadas. Obolongo : Su sección transversal esta formada por dos paralelas unidas por semicírculos. Ovalado : Como lo indica su nombre es un envase de sección transversal elíptica.

Trapezoidal : Posee una sección transversal trapezoidal con las esquinas redondeadas, también puede serlo más corto de los lados paralelos.

SEGÚN SU CONSTRUCCIÓN De tres piezas : Recipientes hechos a base de tres componentes, cuerpo, fondo y tapa. De dos piezas : Recipiente hecho de dos componentes principales, el cuerpo formando una sola pieza con el fondo y la tapa. SEGÚN SUS CARÁCTERÍSTICAS ESPECIALES Acuellado : Recipientes en lo que una o las dos extremidades del cuerpo tienen una reducción o varias, que permiten el uso de fondos más pequeños. Ensanchado : Como su nombre lo indica, es un tipo de recipiente en el que el extremo superior del cuerpo es más ancho que en el inferior. Acordonado : Se caracteriza por tener cordones en su pared lateral, los cuales pueden tener diferentes diseños, lo que le da mayor resistencia al colapsamiento horizontal. Soldado : Recipiente de tres piezas, al cuál se la han soldado los extremos con las tapas correspondientes, se caracterizan por tener una pequeña perforación en la superficie de la tapa para ser llenados con el sistema de aguja.

OTROS Bote sanitario : Recipiente de hojalata que se usa para contener productos alimenticios. Latas de dos piezas : Son usadas generalmente para contener productos que se necesiten envasar a presión. Tubos colapsibles : Son empleados para contener aerosoles, pasta dental, salsas, jaleas, patés y pastas.

Semirígidos : Se emplean para productos congelados, tubos y envases de café. Autocalentables o autoenfriables : Se compone de dos latas una dentro de la otra las cuales reaccionas con el carbonato de calcio y calientan o enfrían el contenido. Foil de aluminio. Envases metalizados al vacío.

MUCHAS GRACIAS Y A ESTUDIAR