L’acqua è la risorsa naturale più utilizzata nella produzione di cibo in scatola, per il lavaggio degli alimenti, la preparazione dei liquidi di imballaggio, il risciacquo delle lattine, la sanificazione degli impianti, la generazione di vapore e altre attività.

Qui di seguito, descriveremo in dettaglio alcune delle cause che portano al deterioramento dei contenitori metallici sanitari (ETP, TFS) nei processi di produzione di cibo in scatola, sia a causa della scarsa qualità dell’acqua o della contaminazione con sostanze chimiche aggressive per la banda stagnata.

Sverniciatura dell’imballaggio

La vernice sanitaria interna o esterna applicata ai contenitori è una protezione contro l’aggressione chimica del liquido di copertura all’interno del barattolo e una barriera contro la corrosione dall’esterno. La sbavatura leggera o pesante del contenitore lascia la lamiera esposta all’azione corrosiva dell’ambiente e soprattutto dell’acqua di processo con un alto contenuto di cloro residuo, clorammine, ioni metallici dissolti e ossigeno dissolto. Le seguenti sono alcune delle cause che portano alla verniciatura dei contenitori con un successivo deterioramento della lamiera:

• Imballaggio o pallettizzazione carente nella spedizione dei contenitori, che lascia i barattoli o i coperchi sciolti, in modo tale che quando vengono portati all’impianto di lavorazione vengono facilmente urtati e sfregati tra loro, specialmente con le flange taglienti che sono molto più abrasive, e questo evento porta alla rimozione prematura della vernice. Se questo scenario è combinato con un trasporto approssimativo, si possono persino osservare contenitori deformati o lembi piegati, che alla fine porteranno a false chiusure, cadute e picchi che compromettono l’ermeticità.
• Depalettizzatori, nastri trasportatori, alimentatori ad aste aeree e altri dispositivi per il trasferimento dei contenitori in produzione, che causano urti tra di loro, nonché graffi sui fondi e sui corpi durante il trasporto all’imballaggio, al dosaggio, alla chiusura, ecc.
• Macchina aggraffatrice per lattine mal calibrata e utensili di aggraffatura usurati, con conseguente verniciatura esterna delle doppie cuciture a causa della vernice che si attacca ai profili dei rulli, così come la perdita di vernice sul lato svasatura a causa dello slittamento.
• Disposizione alla rinfusa o alla rinfusa delle lattine nei vagoni dell’autoclave, che fa sì che alcuni coperchi o fondi dei contenitori si segnino a vicenda e perdano la vernice, questo evento si genera quando i coperchi si espandono o si dilatano con il riscaldamento nel processo termico.
• L’uso di autoclavi rotative cooker&cooler mal progettate o condizionate, dove la lattina, non potendo rotolare e rimanendo statica, si trascina, causando il deglossing.
• Lame del separatore non correttamente calibrate o catena di alimentazione del tappo nella macchina sigillatrice, causando graffi all’interno del tappo con perdita di vernice. Questo evento può lasciare la lamiera esposta al liquido di copertura all’interno della lattina causando la dissoluzione di ioni metallici, nel caso del ferro il cibo può acquisire un sapore metallico, solfuri di ferro neri, produzione di idrogeno che riduce la durata di conservazione della lattina e in casi estremi con cibi acidi o acidificati perforare la lattina.

Contaminazione dell’acqua di processo con la condensa e i residui della caldaia

Gli impianti di inscatolamento utilizzano principalmente il vapore saturo per i processi che richiedono il riscaldamento, come la cottura, la scottatura, il blanching, la preparazione dei mezzi di imballaggio, l’imballaggio a caldo, la pastorizzazione, la sterilizzazione e altre operazioni.

Il vapore saturo viene generato nel locale caldaia e trasportato in tubi di acciaio al carbonio verso le apparecchiature che lo richiedono, in questo trasferimento vengono utilizzati tubi di diversi metri di lunghezza, producendo la condensazione del vapore lungo il percorso a causa della caduta di pressione nella linea, radiazioni, gomiti, giunti e altri fattori. Le condense vengono solitamente recuperate con trappole termodinamiche e altri dispositivi per riportarle nel locale caldaia e riutilizzarle sfruttando la loro alta temperatura o il loro calore latente, ma ci sono casi in cui il carry-over della condensa può contaminare l’acqua utilizzata nei processi di produzione delle conserve con liquidi altamente corrosivi e danneggiare chimicamente i contenitori in aree dove c’è presenza di sverniciatura con lamiere esposte.

Il caso più estremo di contaminazione dell’acqua di processo è con la schiuma acquosa alcalina della caldaia, chiamata anche boiler carry-over. Le seguenti sono alcune delle cause che permettono alla condensa e al carry-over della caldaia di contaminare l’acqua di processo:

• Una causa comune è che le tubature che trasportano il vapore alle zone di produzione non hanno un sistema di ritenzione e ritorno della condensa, dotato di un collettore principale, accumulatori, sifoni, bottiglie e pompa che la riportano nel locale caldaia per sfruttare la sua energia termica residua.
• Non implementare il disegno di montaggio a “collo d’oca” nei collegamenti del vapore alle apparecchiature che lo richiedono, che consiste nell’installare i tubi di uscita nella parte superiore del tubo principale o più grande e poi scendere verso l’apparecchiatura con una “U”, in modo che la condensa rimanga in basso e alla fine sia trattenuta in una bottiglia con una trappola termodinamica per il suo ritorno o riutilizzo.
• Riscaldare l’acqua utilizzata per cucinare i cibi, preparare liquidi, salse e altro con il vapore diretto, che consiste nell’iniettare il vapore direttamente nell’acqua con un tubo perforato per portarla all’ebollizione. L’evento è esacerbato quando i tubi di servizio all’attrezzatura escono dal fondo del tubo principale o più grande dove si trova la maggior parte della condensa. In questo caso, si raccomanda l’uso di caldaie, camicie di vapore o scambiatori di calore che riscaldano l’acqua con vapore indiretto.
• Uno dei trascinamenti più aggressivi è quello proveniente dalla caldaia, poiché è saturo di additivi chimici che lo mantengono a un pH tra 10 e 12, e se questo entrasse in contatto diretto con la lattina, per esempio nelle autoclavi, staccherebbe la vernice esterna e ossiderebbe la lattina. Questo tipo di riporto è causato da diversi fattori, come la produzione di vapore a bassa pressione nelle caldaie, un’eccessiva richiesta di vapore con un calo improvviso della pressione di linea, caldaie che producono con un alto livello d’acqua, un’alta formazione di schiuma e pochi soffi di superficie.
• Da quanto sopra si può vedere che non c’era una buona standardizzazione dell’impianto al “picco di produzione”, cioè quando tutte le apparecchiature che consumano vapore stanno lavorando. La standardizzazione considera: un bilancio termodinamico che valuta l’equilibrio tra la generazione di vapore rispetto al consumo di vapore, una buona progettazione del layout delle tubazioni del vapore considerando le aree trasversali e le pressioni di linea nel processo.

Riempimento di mezzi di confezionamento in conserve acide e acidificate

Nel caso di conserve acide e acidificate, si raccomanda di fare molta attenzione all’integrità della vernice sanitaria sui barattoli e di utilizzare riempitori volumetrici sottovuoto per il dosaggio dei mezzi di confezionamento per evitare che il trabocco impregni esternamente i corpi dei contenitori.

Lavaggio inadeguato delle lattine

Il lavaggio delle lattine negli stabilimenti di inscatolamento si fa normalmente dopo che il coperchio è stato chiuso o messo sulla lattina, si fa continuamente alla velocità della macchina aggraffatrice e si fa in macchine di lavaggio dotate di ugelli o spruzzatori, che spruzzano acqua potabile pressurizzata con una pompa sulle lattine che circolano al loro interno. Di seguito sono riportate alcune raccomandazioni per evitare danni esterni all’imballaggio durante il lavaggio:

• Le lattine cilindriche sono di solito trasportate all’interno delle macchine di lavaggio mediante rotolamento, su un binario fatto di barre di acciaio inossidabile, e nel caso di lattine irregolari, come quelle piatte, ovali, club o quelle che non possono essere rotolate, si usano trasportatori con nastri, volta o catene. In entrambi i casi, è importante evitare che la lattina venga sbavata esternamente, urtando o sfregando su residui di saldatura, bordi metallici, aste spaiate, rivetti a nastro in rilievo e altre imperfezioni.
• Ci sono molti impianti che usano il vapore diretto per riscaldare l’acqua di lavaggio delle lattine e installano a questo scopo un tubo all’interno del serbatoio dell’acqua con diverse perforazioni per facilitare l’uscita del vapore. In questo caso si raccomanda di implementare il design di montaggio a collo d’oca all’ingresso del vapore, per evitare la contaminazione dell’acqua di lavaggio con il carry-over della condensa e ancora peggio con la schiuma acquosa della caldaia.
• Quando si riempiono barattoli con salse molto pigmentate, come pomodoro, senape, curry e altre, usando il sistema a cascata o a flauto che lasciano tracce di salsa aderenti al corpo dei contenitori che colorano rapidamente l’acqua di lavaggio, la lavabarattoli deve essere dotata di due serbatoi di stoccaggio dell’acqua collegati alla pompa di ricircolo, in modo che se l’acqua di un serbatoio si pigmenta, l’altro serbatoio può essere attivato immediatamente senza fermare la chiusura. È importante che le lattine che escono dalla lavatrice siano prive di coloranti e ben lavate, altrimenti queste macchie colorate si fisseranno permanentemente nel trattamento termico.
• Nella produzione di cibo in scatola acido e acidificato, l’acqua di lavaggio delle lattine tende ad acidificarsi a causa della contaminazione con la salamoia acidificata (pH 2,2) che aderisce al corpo della lattina. In questo caso si raccomanda di controllare la torbidità e il pH dell’acqua di lavaggio, di cambiarla quando diventa satura di sali e acidificata a pH 5 massimo.
• Quando si producono conserve d’olio, è importante lavare via il grasso in eccesso che ha aderito esternamente al corpo del contenitore, altrimenti il grasso sarà fortemente fissato nel trattamento termico e sarà molto difficile da rimuovere, inoltre se l’etichettatura è in linea l’etichetta sarà imbrattata. In questo caso, l’acqua di lavaggio deve contenere un sapone neutro che rimuova tutte le tracce di olio senza essere chimicamente aggressivo per il contenitore.

Trattamento termico, sterilizzazione e raffreddamento delle conserve

Ecco alcune raccomandazioni per evitare il deterioramento dell’imballaggio in questa fase del processo.

• Quando si installano autoclavi, pastorizzatori o riscaldatori, si dovrebbe considerare di installare il collegamento del vapore proveniente dalla tubazione principale con il giunto a collo d’oca, come menzionato sopra, per evitare di incorporare il carry-over della condensa e, peggio ancora, la schiuma acquosa altamente alcalina della caldaia nell’attrezzatura. Il carryover è critico nelle storte ad acqua che riscaldano l’acqua di processo immagazzinata nella base dell’attrezzatura con vapore diretto usando un tubo di diffusione del vapore o uno spargitore di vapore, il carryover contamina l’acqua con liquidi altamente corrosivi e ioni metallici dissolti che ossidano i contenitori esternamente dove non c’è vernice.
• La progettazione o la standardizzazione delle autoclavi convenzionali e dei pastorizzatori a vapore diretto deve prendere in considerazione l’installazione di scarichi, spurghi o sfiatatoi sul fondo dell’apparecchiatura per eliminare costantemente la condensa che si genera durante tutto il processo termico. In nessun caso questa condensa deve accumularsi e raggiungere i barattoli, perché influenzerà esternamente il contenitore e, cosa più critica, i prodotti in scatola coinvolti non rispetteranno la sterilità commerciale programmata, poiché la condensa è più fredda del vapore saturo.
• L’acqua utilizzata sia per il processo termico che per il successivo raffreddamento deve essere trattata per evitare la presenza di materia organica e soprattutto di microrganismi che potrebbero contaminare le conserve per infiltrazione. La Food and Drug Administration (FDA) raccomanda che quest’acqua sia garantita per avere tracce di cloro residuo misurabile e di solito si usa 0,5 ppm per evitare il rischio di corrosione esterna del contenitore.
• Per il trattamento termico e il raffreddamento di cibo in scatola in contenitori metallici, si raccomanda di usare acqua dolce, con non più di 50 mg/L (50 ppm) CaCO3, più è dolce meglio è per evitare le tipiche macchie igroscopiche bianche calcaree sui coperchi dei contenitori, derivanti dalla precipitazione di sali di calcio e magnesio dissolti nell’acqua dura, che normalmente è superiore a 120 mg/L (120 ppm) CaCO3.
• Gli inscatolatori che usano l’acqua per pastorizzare o sterilizzare dovrebbero usare acqua più dolce possibile per evitare la corrosione galvanica, che è un processo elettrochimico dove un metallo si corrode quando è in contatto con un altro tipo di metallo, qui la corrente galvanica è prodotta da un differenziale di potenziale tra entrambi i metalli che sono in un elettrolita che è l’acqua, prima viene via la vernice e poi arriva la corrosione. Bisogna notare che l’acqua distillata con durezza zero non conduce elettricità. Personalmente, in questo caso, raccomando l’uso di un’attrezzatura doppia, per trattare ETP, contenitori TFS con vapore diretto e alluminio, buste, plastica, vetro, ecc. con acqua.
• Il raffreddamento dell’alimento in scatola dopo il trattamento termico deve essere effettuato fino a quando l’alimento raggiunge i 40 °C (104 °F), in primo luogo per evitare la riattivazione di microrganismi termofili come il Bacillus stearothermophilus e in secondo luogo in modo che il calore rimanente nella lattina possa far evaporare o dissipare l’acqua residua dopo il raffreddamento.

Ricircolo dell’acqua utilizzata nel trattamento termico e nel raffreddamento degli alimenti in scatola

L’acqua ricircolata dopo essere stata utilizzata nel processo finisce calda e viene inviata con una pompa a una torre di raffreddamento, che di solito è dotata di una turbina ad aria forzata che raffredda in controcorrente, l’acqua infine cade in una piscina dove viene immagazzinata per il trattamento con germicidi, come ipocloriti o gas di cloro che uccidono i microrganismi.

Ci sono impianti che installano nel circuito chiuso di ricircolo dell’acqua, filtri per trattenere i piccoli pezzi di materia organica degli alimenti confezionati, coperchi, stracci e qualsiasi oggetto estraneo che contamina le piscine di stoccaggio e trattamento dell’acqua.