capitolo 9 ALTRI CONTENITORI Poliaccoppiati e contenitori metallici Simone Lavezzaro, Stefano Gozzelino, Davide Morando multistrato, preforma, bobina, saldatura, sterilizzazione KEYWORDS Poliaccoppiati Sono costituiti da materiali diversi che, uniti fra loro, realizzano un prodotto con proprietà superiori rispetto a quelle dei singoli componenti. I materiali di base sono polietilene, carta e alluminio, ognuno dei quali fornisce un apporto fondamentale alla realizzazione del contenitore. Il polietilene rende impermeabile il contenitore e ne permette la chiusura mediante termo-saldatura, mentre lo strato di alluminio (spessore 7 micron) costituisce un’efficiente barriera di protezione ad aria, luce ed altri agenti esterni. La carta, infine, conferisce rigidità e resistenza meccanica alla confezione favorendo l’accatastamento e rendendone più maneggevole la movimentazione . (A , D, E) I primi studi sul poliaccoppiato risalgono al 1943, ma solo nel 1951 viene presentata la che, ancora oggi, rappresenta il simbolo di questo contenitore. Attualmente, oltre al tetraedro, esistono diverse altre confezioni di poliaccoppiato adatte, nella forma, ad esigenze particolari di tipo tecnico o commerciale, come ad esempio i contenitori monodose . Si possono distinguere sostanzialmente due tipi di contenitori di poliaccoppiato: preformati, oppure contenitori derivati da bobina . confezione tetraedrica (I) (B) : arrivano alla macchina di imbottigliamento già formati, saldati longitudinalmente per essere aperti ed assumere la forma del parallelepipedo a sezione quadrata o rettangolare . Solitamente la saldatura longitudinale viene effettuata previa fresatura di un piccolo strato di carta, ripiegando un’estremità e sovrapponendo le facce con lo stesso materiale, per evitare che la carta entri in contatto con l’alimento. In tal modo, prima della foratura, le superfici interne del mantello non vengono mai a contatto con quelle esterne che riportano la stampa. Sono dotati di chiusura con tappo a vite e anello di garanzia; la buona rigidità dell’imboccatura filettata consente di ottenere, mediante apposita guarnizione, una perfetta tenuta. I preformati, infine, presentano una maggior flessibilità in fase di imbottigliamento perché consentono di lavorare anche partite intermedie, mentre operando con la bobina è sempre preferibile finire l’intero rotolo prima di interrompere l’imbottigliamento per evitare eccessivi scarti. Contenitori preformati (C) Contenitori da bobina : la bobina alimenta la macchina confezionatrice la quale, attraverso successive operazioni, conferisce al nastro la forma del tubo continuo (G) . Esso viene quindi riempito col prodotto da confezionare, sigillato, tagliato trasversalmente e, infine, sagomato nella forma prismatica definitiva. Saldatura e taglio sono effettuati con il tubo pieno di vino, in modo tale da evitare possibili ossidazioni. L’impianto può essere predisposto per applicare sulla confezione un tappo a vite richiudibile in plastica, con base flangiata; quest’ultima viene incollata all’angolo del contenitore già riempito e confezionato (H) . (A) - Il poliaccoppiato offre un’ampia possibilità di personalizzazione della superficie. La stampa può essere flexografica e rotocalco , adatti all’imbottigliamento asettico e prodotti a lunga conservazione: (B) - Tecniche di produzione Contenitori preformati laminazione: accoppiamento della carta grezza a polietilene e alluminio stampa del bozzetto sulla carta laminata cordonatura e fustellatura: preparazione del cartoncino per assumere la forma del contenitore con la predisposizione al taglio taglio, sagomatura e saldatura del cartoncino , adatti all’imbottigliamento asettico per prodotti a lunga conservazione. Le fasi di produzione sono: Contenitori da bobina stampa del bozzetto su carta grezza laminazione: accoppiamento della carta grezza a polietilene e alluminio taglio: riduzione dei rotoli di grandi dimensioni in bobine più piccole adatte alle macchine confezionatrici. cordonatura, cioè preparazione del cartoncino ad assumere la forma finale ad opera della macchina confezionatrice La sequenza delle fasi descritte può essere anche diversa per ragioni tecnologiche e produttive. In fase di formazione del contenitore, i lembi vengono sovrapposti e quindi saldati longitudinalmente. Per impedire che lo strato di carta venga in contatto con il prodotto si ricopre la saldatura con una fettuccia di polietilene che impermeabilizza il giunto. (C) - I poliaccoppiati preformati giungono in cantina già con la conformazione a parallelepipedo appiattita. La macchina imbottigliatrice dovrà solamente provvedere alla formazione definitiva e alla saldatura dei due fondi (SIG Combibloc) (D) - Nei contenitori preformati appena dopo il riempimento, che avviene sotto cappa a flusso laminare, viene insufflato vapore nello spazio di testa prima della chiusura. Tale operazione serve perché, durante il raffreddamento, il contenitore chiuso si ritrae leggermente creando una sorta di vuoto e riducendo lo spazio di testa del contenitore (SIG Combibloc) : due o più polimeri allo stato semifluido vengono fatti combaciare tra loro formando un unico materiale. Tale operazione è possibile solo tra plastiche affini, altrimenti è necessario introdurre uno strato intermedio compatibile fra i due polimeri. : utile per accoppiare alla carta il foglio di alluminio o altri laminati. Non essendoci alcuna affinità bisogna impiegare adesivi “a freddo” (colle allo stato fluido, solitamente utilizzate per materiali porosi quali carta e cartoncino) o “a caldo” (colle allo stato solido, per altre materie plastiche non porose).Rivestimento protettivo: trattamento atto a rendere impermeabili carta e cartoncino, oltre ad arricchire le proprietà dell’alluminio. : applicazione del foglio di alluminio sotto lo strato di carta. (E) - Tecniche di accoppiamento Coestrusione Coadesione Metallizzazione Caratteristiche dei poliaccoppiati Leggerezza : peso e ingombro della confezione sono ridotti al minimo. I rotoli di poliaccoppiato contenuti in un pallet 80x120 cm consentono 40.000 confezioni da un litro, mentre lo stesso spazio può ospitare appena 1.000-1.200 bottiglie. Considerando il peso netto dei contenitori pieni rispetto alla tara (compreso il pallet), il rapporto è 13:1, contro uno scarso 1,5:1 per le bottiglie di vetro. Infrangibilità : ovviamente i rischi di rotture rispetto al vetro risultano notevolmente più bassi. Costi : soprattutto quando le produzioni sono di alcune decine di milioni l’anno, i costi della materia prima, dello stoccaggio della stessa, nonché dello smaltimento, risultano molto inferiori rispetto al vetro; Sterilizzazione : può avvenire immergendo il nastro in una soluzione di acqua ossigenata e biossido di zolfo (F) , che verranno eliminati grazie ad una ventilazione forzata con aria calda (100 °C) presterilizzata. Per impedire l’eventuale contaminazione del nastro, la successiva formazione del tubo avviene in una zona ermetica della macchina. Ovviamente il vino dev’essere sterilizzato mediante filtrazione a 0,45 micron. Se pastorizzato a 60 °C è necessario un rapido raffreddamento a temperatura ambiente, a causa della labilità della struttura in poliaccoppiato a temperature superiori ai 40 °C. (F) - Il poliaccoppiato, dopo aver attraversato un bagno di acqua ossigenata con funzione sterilizzante, viene costretto al passaggio in una serie di rulli che lo asciugano “per pressione” (Tetra Pak) (G) - Contemporaneamente alla piegatura e saldatura longitudinale del contenitore, una tubazione parallela allo stesso, di acciaio inox, riempie di vino il cilindro con portata costante e continua. Subito dopo avviene il taglio della bobina e la chiusura del fondo. Il contenitore esce dalla macchina completamente formato, in attesa dell’applicazione del tappo di plastica (Tetra Pak) (H) - A dx, applicazione del tappo di plastica a vite. Il foro è protetto da un ulteriore liner di alluminio e PET (Tetra Pak) (I) - Contenitori monodose (100 mL), tascabili, realizzati in poliaccoppiato, la cui composizione è, dall’esterno all’interno: polietilene a bassa densità, cartoncino di pura cellulosa, polietilene a bassa densità, alluminio foil, copolimero etilene-acido metacrilico e polietilene a bassa densità, polietilene a bassa densità. Già diffusi in Giappone, arriveranno presto anche in Italia e nel resto dell’Europa (Oneglass)