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Información Técnica

Influencia de la Calidad del Agua en el Desempeño de los Envases Metálicos

El agua es el recurso natural más utilizado en la producción de conservas alimenticias, para el lavado de los alimentos, para preparar los líquidos de cobertura, para el enjuague de latas, sanitización de planta,  generación de vapor y otras actividades.   

A continuación detallaremos algunas causas que provocan el deterioro de los envases sanitarios metálicos (ETP, TFS)  en los procesos productivos de conservas alimenticias, sea por la mala calidad del agua o por su contaminación con productos químicos agresivos a la hojalata.   

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Desbarnizado del envase

El barniz sanitario interno o externo que se aplica a los envases, es una protección contra la agresión química del líquido de cobertura al interior de la conserva y una barrera contra la corrosión del exterior. El desbarnizado leve o fuerte del envase deja la chapa expuesta a la acción corrosiva del medio ambiente y sobretodo del agua de proceso con alto contenido de cloro residual, cloraminas,  iones metálicos y oxigeno disueltos. A continuación detallaremos algunas causas que provocan el desbarnizado de los envases con un posterior deterioro de la chapa:

  • Deficiente embalaje o paletizado en el despacho de los envases que dejan las latas o tapas sueltas, de tal manera que en su traslado a la planta procesadora se facilita el golpe y rozamiento entre ellas, sobre todo con las pestañas afiladas que son mucho más abrasivas, este evento propicia un desbarnizado prematuro. Si a este escenario se le suma un transporte brusco, se podrá verificar inclusive envases deformados o pestañas dobladas que terminaran finalmente en falsos cierres, caídas y picos que comprometen la hermeticidad.
  • Depaletizadores, transportadores, alimentadores aéreos de varillas y otros dispositivos de traslado de envases en producción no apropiados, que propician golpes entre ellos, así como ralladuras en los fondos y cuerpos en su transporte al envasado, dosificado, cierre, etc.
  • Maquina cerradora de lata mal calibrada y herramental de cierre gastado, que trae consigo un desbarnizado externo del doble cierre por adherencia del barniz en los perfiles de las moletas o rulinas, así también perdida de barniz en el lado del countersink por patinaje.
  • Acomodo a granel o jumble de las latas en los coches de autoclave, que provoca que algunas tapas o fondos de los envases se marquen entre ellas y pierdan barniz, este evento se genera cuando las tapas se expanden o dilatan con el calentamiento en el proceso térmico.
  • El uso de autoclaves rotativas cooker&cooler mal diseñadas o acondicionadas, donde la lata al no poder rodar y quedarse estática, se arrastra desbarnizándose 
  • Cuchillas separadoras o cadena alimentadora de tapas mal calibradas en la maquina cerradora, que provoca ralladuras en la parte interna de la tapa con pérdida de barniz. Este evento puede dejar la chapa expuesta al líquido de cobertura dentro de la conserva provocando disolución de iones metálicos, en el caso del hierro el alimento puede adquirir un sabor metálico, sulfuros negros de hierro, producción de hidrogeno que acorta la vida útil de la conserva y en casos extremos con alimentos ácidos o acidificados perforar la lata.       

Contaminación del agua de proceso con los arrastres de condensado y de caldera

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Las plantas conserveras utilizan mayormente vapor saturado  para los procesos que requieren calentamiento, como el cocimiento, blanqueo, escaldado, preparación de líquidos de cobertura, envasado en caliente, pasteurizado, esterilizado y otras operaciones.

El vapor saturado se genera en el cuarto de calderos y se transporta en tuberías de acero al carbono hasta los equipos que lo requieran, en este traslado se usan tuberías de varios metros de largo, produciéndose en el camino condensación del vapor por caída de presión en la línea, por radiación, codos, uniones y otros factores. Usualmente los condensados son recuperados con trampas termodinámicas y otros dispositivos para devolverlos al cuarto de calderos y volverlos a utilizar aprovechando su alta temperatura o calor latente, pero se dan casos en que los arrastres de condensados pueden llegar a contaminar con líquidos altamente corrosivos el agua usada en los procesos productivos de conservas y dañar los envases químicamente en las zonas donde haya presencia de desbarnizado con la chapa expuesta.

El caso más extremo de contaminación del agua de proceso, es con la espuma acuosa alcalina del caldero, denominado también arrastres de la caldera. A continuación vamos a mencionar algunas causas que permiten que los arrastres de condensado y de caldera contaminen el agua de proceso:    

  • Una causa común es que las tuberías que transportan el vapor a las áreas productivas, no cuenten con un sistema de retención y retorno de condensado, acondicionado con un manifold principal, acumuladores, trampas, botellas y bomba que lo devuelvan al cuarto de calderos para aprovechar su energía calorífica remanente.
  • No implementar el diseño de montaje con “cuello de ganso” en las acometidas de vapor a los equipos que lo requieran, que consiste en instalar los tubos de salida en la parte superior de la tubería principal o mayor y luego bajar al equipo con una “U”, de tal manera que el condensado queda en la parte baja y al final es retenido en una botella con trampa termodinámica para su retorno o reutilización.
  • Calentar el agua que se utiliza en el cocimiento de los alimentos, preparación de líquidos, salsas y otros con vapor directo, que consiste en inyectar el vapor directamente en el agua con un tubo perforado para llevarla a ebullición. El evento se agrava cuando las tuberías de acometida a los equipos salen de la parte inferior de la tubería principal o mayor donde se encuentra el grueso del condensado. En este caso se recomienda el uso de marmitas, chaquetas de vapor o intercambiadores que calientan el agua con vapor indirecto.
  • Uno de los arrastres más agresivos es el proveniente de la caldera, pues está saturada de aditivos químicos que lo mantiene en un pH entre 10 y 12, de entrar este en contacto directo con el envase, en las autoclaves por ejemplo, desprenderían el barniz externo y oxidarían la lata. Este tipo de arrastre se da por varios factores, como producción de vapor a baja presión en los calderos, excesiva demanda de vapor con caída brusca de presión en línea, calderos produciendo con nivel alto de agua, mucha espuma y pocas purgas superficiales.
  • De lo anterior se desprende que no hubo una buena estandarización de planta en “producción pico”, esto es cuando todos los equipos que consumen vapor se encuentran procesando. La estandarización considera; un balance termodinámico que evalúe equilibrio entre la generación de vapor versus su consumo, un buen diseño en la distribución de tuberías de  vapor considerando las áreas transversales y las presiones de línea en proceso.

Llenado del líquido de cobertura en conservas ácidas y acidificadas  

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En el caso de las conservas ácidas y acidificadas, se recomienda cuidar sobremanera la integridad del barniz sanitario en las latas y usar llenadores volumétricos al vacío para la dosificación de los líquidos de cobertura y así evitar que el rebose empape los cuerpos del envase externamente.     

Lavado inadecuado de las latas

El lavado de las latas en las plantas conserveras normalmente se realiza luego de haberse realizado el cierre o colocación de la tapa, es de manera continua a la velocidad de la maquina cerradora y se efectúa en lavadoras acondicionadas con toberas o spray, que pulverizan agua potable presurizada con bomba  a las latas que circulan en su interior. A continuación daremos algunas recomendaciones para evitar el deterioro externo del envase durante el lavado:  

  • Usualmente el transporte de las latas cilíndricas en el interior de las lavadoras se realiza por rodadura, en un carril hecho con varillas inoxidables y en el caso de las latas irregulares, como planas, ovaladas, club o a las que no se pueden rodar, se utilizan transportadores con bandas, volta o cadenas. En cualquiera de los dos casos se debe evitar que la lata se desbarnice externamente, sea por golpe o roce en algún residuo de soldadura, filo metálico, varillas mal empatadas, remaches de bandas levantados y otras imperfecciones.
  • Existen muchas plantas que utilizan vapor directo para calentar el agua de lavado de latas e instalan para este fin, un tubo en el interior del reservorio de agua con varias perforaciones que faciliten la salida del vapor. En este caso se recomienda implementar el diseño de montaje con cuello de ganso a la acometida de vapor, para evitar contaminación del agua de lavado con arrastres de condensado y peor aún con espuma acuosa de la caldera.    
  • Cuando se llenan las latas con salsas fuertemente pigmentadas, como tomate, mostaza, curry y otras, usando el sistema de cascada o flauta que dejan restos de salsa adherido en el cuerpo de los envases que colorean rápidamente el agua de lavado, se debe equipar la lavadora de latas con dos tanques de almacenamiento de agua conectadas a la bomba de recirculación, de tal manera que si el agua de un reservorio se pigmenta, se pueda habilitar inmediatamente el otro tanque de reserva sin parar el cierre. Es importante que las latas que salen de la lavadora se encuentren sin coloración alguna y bien lavadas, pues de no ser así estas manchas de color se fijaran de manera permanente en el tratamiento térmico.
  • En la producción de conservas acidas y acidificadas, el agua de lavado de latas tiende a acidificarse por contaminación con la salmuera acidificada (pH 2.2) que queda adherido en el cuerpo del envase. En este caso se recomienda hacer un seguimiento a la turbidez y al pH del agua de lavado, para cambiarla cuando se sature de sales y se acidifique máximo a pH 5.
  • Cuando se producen conservas en aceite, es importante lavar el exceso que haya quedado adherido externamente en el cuerpo del envase, de no ser así la grasa se fijará fuertemente en el tratamiento térmico y será de muy difícil remoción, así también si el etiquetado es en línea la etiqueta se manchará. En este caso el agua de lavado debe contener un jabón neutro que elimine todo vestigio de aceite sin ser agresivo químicamente al envase.    

Tratamiento térmico, esterilizado y enfriamiento de las conservas  

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A continuación vamos a detallar algunas recomendaciones para evitar el deterioro del envase en esta etapa del proceso.   

  • En el montaje de autoclaves, pasteurizadores o calentadores se debe considerar instalar la acometida de vapor que viene de la tubería principal con el acoplamiento cuello de ganso, como ya hemos mencionado anteriormente, para evitar incorporar al equipo arrastres de condensado y peor aún espuma acuosa del caldero altamente alcalina. Los arrastres son críticos en las autoclaves que procesan con water spray y que calientan el agua de proceso almacenado en la base del equipo con vapor directo utilizando un tubo distribuidor de vapor o steam Spreader, los arrastres contaminan el agua con líquidos altamente corrosivos y con iones metálicos disueltos que oxidan los envases externamente donde no haya barniz.   
  • El diseño o estandarización de autoclaves convencionales y pasteurizadores a vapor directo, debe considerar instalar en la parte baja de los equipos, purgadores, drenadores o bleeders que eliminen constantemente y durante todo el proceso térmico el condensado que se valla generando, por ningún motivo este se debe acumular y alcanzar las latas, pues afectará el envase externamente y lo más crítico es que las conservas comprometidas no cumplirán la esterilidad comercial programada, pues el condensado es más frio que el vapor saturado.     
  • El agua utilizada tanto para el proceso térmico como para el posterior enfriamiento debe ser tratada para evitar la presencia de materia orgánica y sobretodo de microorganismos que puedan contaminar la conserva por infiltración. La Food and Drug Administration (FDA), recomienda que esta agua tenga garantizada trazas de cloro residual medible y usualmente se utiliza 0.5 ppm para evitar el riesgo de corrosión externa del envase.
  • Para el tratamiento térmico y enfriamiento de las conservas en envases metálicos se recomienda usar agua blanda, con no más de 50 mg/L (50 ppm) CaCO3, cuanto más blanda mejor para evitar las típicas manchas blancas calcáreas higroscópicas en las tapas del envase, producto de la precipitación de las sales de calcio y magnesio disueltas en el agua dura, que normalmente se encuentra sobre los 120 mg/L (120 ppm) CaCO3.
  • Los enlatados que usan agua para el pasteurizado o esterilizado, deben usar agua lo más blanda posible para evitar la corrosión galvánica, que es un proceso electroquímico donde un metal se corroe al estar en contacto con otro tipo de metal, aquí se produce corriente galvánica por diferencial de potencial entre ambos metales que se encuentran en un electrolito que es el agua, primero se desprende el barniz y luego viene la corrosion. Hay que tener en cuenta que el agua destilada con cero dureza no conduce la electricidad. Personalmente en este caso, recomiendo utilizar equipos duales, para procesar con vapor directo envases ETP, TFS y con agua aluminio, pouches, plástico, vidrio, etc.
  • El enfriamiento de las conservas luego del tratamiento térmico se debe realizar hasta que el alimento llegue a los 40 °C (104 °F), primero para evitar la reactivación de microorganismos termófilos como el Bacillus stearothermophilus y segundo para que el calor que queda en la lata pueda evaporar o disipar el agua remanente que queda luego del enfriamiento.  

Recirculación del agua usada en el tratamiento térmico y enfriamiento de las conservas  

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El agua recirculada luego de ser usada en proceso termina caliente y se envía con una bomba a una torre de enfriamiento, que usualmente está equipada con una turbina de aire forzado que enfría en contracorriente,  el agua finalmente cae en una piscina donde se almacena para su  tratamiento con germicidas, como hipocloritos o cloro gaseoso que eliminan  microorganismos.

Hay plantas que instalan en el circuito cerrado de recirculación de agua, filtros para retener pequeños trozos de materia orgánica proveniente del alimento envasado, tapas, trapos y todo objeto extraño que contamine las piscinas de almacenamiento y tratamiento del agua.      

2 Comments

  1. marcos gil

    Interesante articulo sobre la influencia de la calidad de las aguas en el desempeño de las aguas. Es importante el control de la dureza de las aguas, para evitar la presencia de manchas blancas,, que en el peor de los casos, llegan a delaminar al barniz exterior, este un tema en la que los conserveros antes de iniciar un reclamo a su proveedor de latas, deben tener amplio conocimiento, para saber porque fallo el envase.

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    • MUNDOLATAS

      Gracias Marcos por tus comentarios,

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