Behältnisse, die zur Aufnahme von Lebensmitteln bestimmt sind, müssen eine ausreichende Festigkeit und Robustheit aufweisen, um die Handhabung, Abfüllung und Verarbeitung, Lagerung und Verteilung ohne Beschädigung zu ermöglichen. Der heikelste Moment für einen Behälter ist der Sterilisationsprozess, dem er nach dem Befüllen und Verschließen unterzogen wird. Während dieser Zeit muss die Dose die notwendigen mechanischen Bedingungen aufweisen, um diese Behandlung erfolgreich zu bestehen.

Diese mechanischen Eigenschaften können in drei Begriffen definiert werden:

Axialer Widerstand: Widerstand gegen Verformung bei höherer Belastung.

Radialer Widerstand: Widerstand gegen Verformung durch die Einwirkung eines inneren Vakuums oder äußeren Drucks.

Verformungsbeständigkeit: Beständigkeit gegen Innendruck.

Die drei sind wirklich miteinander verknüpft. 1. und 2. in umgekehrter Richtung, d.h. eine Erhöhung des axialen Widerstandes führt in der Regel zu einer Verringerung des radialen Widerstandes. Bei gleicher Dicke des Metalls in einem Behälterkörper hat dieser einen größeren axialen Widerstand, wenn seine Konfiguration gerade ist. Andererseits stellt sie einen größeren radialen Widerstand dar, wenn sie abgesperrt wird. Es ist notwendig, ein Gleichgewicht zwischen beiden zu finden. Bei Behältern, die größer als ihr Durchmesser sind, ist es üblich, einen sehnigen Körper zu verwenden, da ausreichende axiale und radiale Widerstandswerte mit einer geringeren Metalldicke erreicht werden können, als wenn sie gerade wären. Behälter mit geringer Höhe haben eine hohe radiale Festigkeit, ohne dass eine Absperrung erforderlich ist.

AXIALER WIDERSTAND

Die Fähigkeit, einer axial auf einen Behälter einwirkenden Kraft zu widerstehen, wird von seinen Seitenwänden, d.h. seinem Körper -Zylinder oder jede andere Form- bereitgestellt, der Deckel und der Boden nehmen nichts von dieser Kraft auf. Dies ist naheliegend, da der Behälter in seiner normalen Position die axiale Belastung parallel zu seinen Wänden aufnimmt.

Im Falle eines dreiteiligen zylindrischen Behälters ist sein axialer Widerstand zwar theoretisch gleichmäßig, in der Praxis ist dies jedoch nicht der Fall. Im Bereich der Seitennaht ist der Widerstand aufgrund der dortigen Verstärkung meist größer. Auch leichte Unterschiede in der Parallelität zwischen dem Schließen des Bodens und des Deckels führen dazu, dass ein bestimmter Punkt des oberen Teils mehr Last erleiden kann, wodurch vorher eine Verformung in seiner Vertikalen entsteht. Wie bereits erwähnt, halten Behälter mit geradem Rumpf einer größeren axialen Belastung stand als solche mit einem geschnürten Rumpf. Außerdem gilt: Je dicker das Material der Karosserie ist, desto größer ist ihr Widerstand. Er ist auch eine Funktion des Durchmessers des Behälters, je größer der Durchmesser, desto größer der axiale Widerstand.

Zur Messung des Axialwiderstandes stehen handelsübliche Geräte zur Verfügung. Alle beruhen auf dem Prinzip, den Behälter einer höheren Belastung auszusetzen, die progressiv zunimmt, bis eine dauerhafte Verformung – eine Verringerung seiner Höhe – festgestellt wird. Sein Wert wird in Kgrs. gemessen. Daher kann der axiale Widerstand eines Behälters als die minimale Anzahl von Kilogramm definiert werden, die er vertikal tragen kann, ohne zu sinken.

Als Richtwert können Ihre Werte dienen:

Für Behälter mit einem Durchmesser von 73 mm oder weniger: 250 Kgrs.

Für Behälter mit einem Durchmesser von 99 mm: 450 „.

Für Behälter mit einem Durchmesser von 153 mm: 650 „.

RADIALWIDERSTAND

Wenn die Dosen dem Sterilisationsprozess unterzogen werden, wird der im Autoklaven erzeugte Druck durch den im Inneren des Behälters entstehenden Innendruck kompensiert, da sich das darin enthaltene Produkt durch die Einwirkung der Hitze ausdehnt. Die Differenz zwischen den beiden Drücken wird durch den radialen Widerstand des Spaltrohrs ausgeglichen. Im Extremfall führt der äußere Druck zum Ansaugen des Behälters – zum Kollaps. Durch die Abkühlung nach der Wärmebehandlung kommt es zu einer Volumenverringerung des enthaltenen Produkts, wodurch ein inneres Vakuum entstehen kann, das das Saugen noch verstärkt.

Der Widerstand gegen das Ansaugen oder Kollabieren eines Behälters wird gleichermaßen von den Wänden – dem Körper – und den Enden – Deckel und Boden – gegeben, obwohl es der Körper ist, der die Auswirkungen zuerst erleidet. Daher ist es der Körper, der den fehlenden radialen Widerstand eines Behälters hervorhebt.

Der Widerstand der Behälterwände gegen das Ansaugen ist eine Funktion der Dicke des verwendeten Metalls und der Form oder des Profils des Deckels – Boden und Körper (Profil der Sicken). Sie ist auch mit dem Durchmesser und der Höhe verbunden.

In der zweiten Hälfte des zwanzigsten Jahrhunderts wurde die Technik des Kordonierens von Behältern eingeführt, was zu einer Verringerung der Dicke der Behälterkörper führte, wobei die radiale Festigkeit beibehalten oder sogar erhöht wurde. Es wurden mehrere Studien durchgeführt, um für jedes Dosenformat die ideale Anzahl von Sicken, ihre Positionierung und ihr Profil zu bestimmen. Es hat sich gezeigt, dass der einflussreichste Faktor das Profil ist. Die Silhouetten, die den Radialwiderstand am stärksten erhöhen, sind die mit eckiger Konfiguration und am wenigsten die mit sehr runder. Sie wirken sich aber auf den axialen Widerstand in genau entgegengesetzter Richtung aus. Daher geht es in der Regel um ein Sehnenprofil, das aus zwei geraden Seiten besteht, die durch eine glatte Kurve verbunden sind.

Zur Kontrolle des Radialwiderstandes bietet der Markt geeignete Geräte an. Oft ist es möglich, ein Gerät mit zwei verschiedenen Stationen zu erwerben, um beide Widerstände (axial und radial) zu messen. Das Funktionsprinzip der radialen Widerstandsmessung besteht darin, den beidseitig verschlossenen Behälter in eine luftdichte Kammer zu stellen und allmählich mit äußerem Druck zu beaufschlagen, bis eine bleibende Verformung – ein Ansaugen – eintritt. Er ist leicht zu erkennen, weil der Außendruck in diesem Moment einen leichten Abfall erfährt, während der Außenraum zunimmt, was von einem lauten „Knacken“ begleitet wird, das durch das Zusammenfallen der Wände des Behälters verursacht wird.

Radiale Widerstandsmessgeräte

Der radiale Widerstand wird in Kgrs/cm2 gemessen. Ein als gut akzeptierter Wert ist mindestens 1,7 Kgrs/cm2 für Behälter mit einem Durchmesser von 99 mm. oder kleiner. Dieser Wert nimmt bei Dosen mit größerem Durchmesser ab und sinkt auf unter 1 Kgrs/cm2 bei 5 Kgrs-Dosen. (Durchmesser 153)

VERFORMUNGSBESTÄNDIGKEIT

Der Kopfraum, der Spuren von Wasserdampf, Luft oder Gas enthält, vergrößert sich zusammen mit dem im Behälter enthaltenen Produkt, wenn er im Sterilisationsprozess erhitzt wird, und es entsteht ein innerer Überdruck. Es wurde bereits erwähnt, dass ein Teil davon durch den Druck des Autoklaven kompensiert wird, wenn es sich um einen geschlossenen Typ handelt, aber es sind hauptsächlich die Enden des Behälters – Deckel und Boden -, die für die Abschwächung dieses Druckanstiegs verantwortlich sind und sich während des Prozesses nach außen verformen.

Um diese Aufgabe zu erfüllen, sind die Abdeckungen und Böden so konstruiert, dass sie in ihrer Mittelplatte eine Reihe von Dehnungsringen und -stufen enthalten, die ihnen eine gewisse Elastizität verleihen, so dass sie sich nach außen wölben und in ihre ursprüngliche Form zurückkehren können, wenn der Überdruck aufhört. Diese Lösung ermöglicht es, die Dicke des Metalls erheblich zu reduzieren, um einen Widerstand zu erhalten, der dem einer flachen Abdeckung entspricht. Es muss auch berücksichtigt werden, dass es in den Kappen nicht möglich ist, sehr hohe Metallhärten zu verwenden, da sie es schwierig machen würden, eine gute Dichtung zu erhalten, so dass es nicht ideal ist, die Härte zu erhöhen, um den Widerstand gegen Verformung zu erhöhen.

Es ist wichtig, darauf zu bestehen, dass der Deckel in seine Ausgangsposition zurückkehrt, wenn der Innendruck verschwindet, da das Vorhandensein von dauerhaft gewölbten Deckeln mit Veränderungen in der Dose in Verbindung gebracht wird, die entweder mikrobiologischen Ursprungs sind oder durch Gasproduktion aufgrund des Angriffs der Dose durch ihren Inhalt.

Die Bestimmung des Verformungswiderstandes muss an einem Behälter mit aufgesetztem Deckel und Boden vorgenommen werden. Es ist nicht repräsentativ, es auf Abdeckungen oder losen Böden – ohne Verschluss – zu machen, da die Realisierung des Verschlusses die Werte desselben beeinflusst. Um sie zu beurteilen, müssen daher an beiden Enden verschlossene Behälter genommen und durch ein in der Mitte der Höhe angebrachtes Loch so lange mit Luftdruck beaufschlagt werden, bis eine bleibende Verformung eintritt. Dies wird durch das Auftreten von „Spikes“ auf dem Panel erkannt.

Ein Werkzeug für diesen Test kann aus einer Fahrradreifenpumpe hergestellt werden, die mit einem flexiblen Schlauch ausgestattet ist, an dem über ein T-Stück ein Manometer befestigt ist. Der Schlauch wird mit einer dünnen, scharfen Tülle abgeschlossen, mit der der Körper des Behälters durchstochen werden kann. Um die Abdichtung zu erreichen, muss dieser Stutzen mit einem Außengummi versehen werden, der auf die Außenseite der Behälterwand drückt.

Es ist schwierig, Werte für diesen Widerstand anzugeben, da er stark vom Durchmesser der Abdeckung, dem Profil der Platte, der Dicke, der Härtung usw. abhängt. In jedem Fall müssen die Böden den normalen Bedingungen des Prozesses standhalten, der für das einzuschließende Produkt verwendet wird.

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