La corrosione interna nei contenitori di banda stagnata durante lo stoccaggio è causata dall’interazione tra il contenitore (lattina) e il contenuto. Questo può portare a due fenomeni: la dissoluzione o la migrazione dello stagno nel prodotto o lo stesso effetto con il ferro. Anche se in certi casi, entrambi si verificano contemporaneamente. Le cause e i mezzi per prevenire la corrosione sono spesso complessi e possono confondere anche i più esperti.

La corrosione esterna, invece, deriva dall’interazione tra il contenitore e l’ambiente. L’ambiente è costituito dall’atmosfera con i suoi componenti naturali (ossigeno, umidità) e non naturali (residui gassosi, polvere, spruzzi di sale del mare, ecc.) Il risultato di questa interazione può apparire rapidamente, in un paio di giorni o anche in poche ore e si manifesta sotto forma di macchie di ruggine.

Anche se il contenuto del contenitore non è messo in pericolo da questo tipo di corrosione, bisogna ammettere che la vendita al dettaglio e all’ingrosso del contenitore può essere seriamente compromessa. Nello stesso modo in cui le persone sono giudicate dal loro aspetto, a volte ingiustamente, un contenitore arrugginito non ispira fiducia ed è associato all’idea che ha superato la sua durata. Il contrasto con i contenitori “sani” adiacenti aumenterà questa cattiva impressione.

Lo scopo di questo articolo è mostrare che la resistenza alla corrosione della banda stagnata o TFS non è un fenomeno assoluto ed è fortemente legata alle condizioni di utilizzo del materiale. Ci concentreremo in particolare su quest’ultimo. Crediamo che alcune semplici precauzioni siano sufficienti per prevenire la ruggine (vaiolatura o colorazione) di tutti questi materiali.

Cominciamo col dire che è la porosità del rivestimento di stagno (o di cromo) che influenza le condizioni necessarie alla formazione finale dell’ossido. Un rivestimento di stagno sufficientemente “spesso” – preservando i contenitori da graffi e abrasioni durante il processo di produzione, il loro inscatolamento e il viaggio attraverso il circuito commerciale – costituirebbe senza dubbio la migliore barriera contro la formazione di ruggine. Tuttavia, la banda stagnata a basso rivestimento (per esempio meno di 2,8 gr/m2) è tecnicamente ed economicamente giustificabile.

È noto che la banda stagnata è composta da una serie di strati di spessore molto diverso, che sono fondamentalmente:

a.- Un’anima d’acciaio, che costituisce la base dello stesso, fornendogli le sue proprietà meccaniche.

b.- Avvolgendolo – e per la sua protezione – si usa lo stagno, che è utilizzato per la sua inerzia chimica in relazione alla resistenza alla corrosione interna ed esterna.

c.- Uno strato di lega stagno/ferro si trova all'”interfaccia” dei due strati precedentemente menzionati, che si origina durante il trattamento superficiale dello stagno depositato. Questo strato gioca anche un ruolo importante nella resistenza alla corrosione.

d.- La passivazione, uno strato molto sottile applicato all’esterno della superficie della banda stagnata, conferisce al materiale, a seconda del suo tipo, proprietà superficiali specifiche che influiscono sulla solforazione, l’adesione alle vernici, ecc.

e.- Lo strato d’olio, normalmente di uno spessore nanomolecolare, dovrebbe ridurre il danno causato dall’abrasione durante qualsiasi manipolazione della banda stagnata.

Nello studio della resistenza alla corrosione, considereremo solo i componenti a e b, ferro e stagno:

– acciaio, perché genera ruggine (ossido di ferro)

– stagno, perché il grado di protezione dell’acciaio è legato allo spessore del rivestimento di stagno.

Gli altri componenti della banda stagnata hanno poco o nessun impatto su questo aspetto.

Quando si studia la corrosione in contenitori di banda stagnata, sorgono tre domande essenziali:

Quali sono i fattori di corrosione intrinseci?

Quali sono i fattori di corrosione esterni al materiale e al contenitore?

Ci sono misure preventive per la corrosione?

Perché la banda stagnata può arrugginire?

Considerando la prima domanda, consideriamo il materiale consegnato dal treno di stagnatura.

In tutti i rivestimenti sottili, il rivestimento di stagno non è continuo, c’è sempre un certo grado di porosità. Nel treno della stagnatura, la porosità diminuisce (esponenzialmente) all’aumentare della massa di stagnatura e diventa inesistente solo quando la stagnatura supera i 50 g/m2. Questo valore è significativamente più alto delle masse di rivestimento più alte mai applicate in passato sulla banda stagnata a caldo (banda stagnata da coke).

È facile mostrare la correlazione tra il tasso di formazione della ruggine e lo spessore della banda stagnata o della cromatura (nel caso del TFS).

I test di ossidazione accelerata vengono eseguiti su campioni prelevati dal treno di stagnatura. Per esempio, sono sottoposti alternativamente a cicli di condensazione e asciugatura in un’atmosfera salina, calda e umida.

A livello di laboratorio, dove le condizioni di prova sono perfettamente controllate e comparabili, quando si fanno le medie dopo un certo numero di prove, le statistiche mostrano che il rivestimento in banda stagnata E 5,6 g/m2 ha una resistenza migliore di E 2,8. Tuttavia, può essere il caso che singoli campioni di rivestimento in banda stagnata da 2,8″ mostrino una resistenza alla corrosione superiore a quella della banda stagnata da 5,6″.

Per quanto riguarda la finitura superficiale del metallo (lucido, opaco o pietra), non si può dire che si ottengano valori di resistenza diversi a seconda di essi.

Le sollecitazioni meccaniche, i graffi e le abrasioni di ogni tipo a cui il materiale è sottoposto durante la fabbricazione del contenitore e il suo riempimento e trattamento in conservificio aumenteranno considerevolmente la quantità di superficie d’acciaio esposta, in particolare nelle zone delle chiusure, delle cuciture laterali, delle zone cordonate, ecc. La porosità originale che esiste nella banda stagnata è abbastanza insignificante rispetto alla porosità risultante in alcune aree del contenitore finito e riempito.

Poiché la banda stagnata è un materiale incline all’ossidazione nelle zone in cui il rivestimento di stagno è stato danneggiato, è chiaro che il trattamento che il contenitore riceve durante la sua vita utile ha un’influenza decisiva: riempimento, stoccaggio, trasporto….. Le condizioni in cui vengono effettuate queste operazioni possono fare la differenza.

– Se conservato in buone condizioni, qualsiasi contenitore di banda stagnata, pieno o vuoto, anche con un basso rivestimento di stagno, può essere al sicuro dalla ruggine.

– Se conservato in cattive condizioni, qualsiasi contenitore di banda stagnata, pieno o vuoto, anche con un rivestimento pesante, può arrugginire rapidamente.

Le “cattive condizioni” esistono ogni volta che la base d’acciaio della banda stagnata entra in contatto con un mezzo elettrolitico che è incline a diventare una cella di corrosione. L’aggressività del mezzo varia con la natura dei sali disciolti e aumenta considerevolmente con la temperatura.

Quali sono i fattori di ruggine, esterni al materiale e all’imballaggio?

La presenza di un certo numero di condizioni pericolose favorisce la comparsa di macchie di ruggine. Principalmente durante:

A-Il processo di inscatolamento

B- Lo stoccaggio, la spedizione e la vendita di contenitori pieni e vuoti.

A.- Le condizioni del processo nel conservificio

1.- Contenitori macchiati durante l’operazione di riempimento, a causa di diverse cause come: riempimento eccessivo, versamento di liquidi (sciroppi, salamoie, ecc.).

Quando l’esterno del contenitore è esposto al contatto con acidi (frutta) o sostanze saline (salamoie), queste agiranno come elettrolita per le cellule di corrosione. Queste sostanze possono anche contaminare l’acqua di processo, che evapora sui contenitori, lasciando una pellicola di prodotti igroscopici e corrosivi. Allo stesso modo, durante la fase di vaporizzazione, se la temperatura è abbastanza alta da far sì che le sostanze estranee si secchino e aderiscano fortemente alla banda stagnata, possono risultare zone igroscopiche con una forte propensione a corrodere il metallo. Saranno colpite soprattutto le aree in cui la latta è stata maggiormente sollecitata, ad esempio le cuciture laterali, le cerniere, i lacci e i pannelli di espansione.

Nelle autoclavi a vapore, se il processo impiega troppo tempo per raggiungere la giusta temperatura, se c’è un punto di ossidazione precedente e se il vapore contiene una percentuale troppo alta di aria, si possono formare macchie di ossidazione.

Una caldaia, quando funziona oltre la sua capacità normale, può erogare vapore carico di sostanze alcaline, che attaccheranno il rivestimento di stagno del contenitore nelle zone più esposte, anche sotto un rivestimento protettivo di vernice. La de-tintura della banda stagnata che ne risulta aumenta anche la sensibilità del metallo alla corrosione durante il raffreddamento e lo stoccaggio dei contenitori.

Durante il processo di sterilizzazione, i contenitori possono ricoprirsi di depositi biancastri (carbonati, solfati, cloruri, ecc.) che vengono trasportati dal vapore e sono difficili da rimuovere durante il raffreddamento. Questi sali sono igroscopici e quindi causano una successiva corrosione e ossidazione durante lo stoccaggio dei contenitori.

Il vapore carico di sostanze alcaline condensate, accumulato nell’autoclave durante il processo, può attaccare i contenitori situati sul fondo delle gabbie o dei contenitori.

Lo stato interno delle gabbie dell’autoclave (arrugginite, recentemente galvanizzate e/o con distanziali in cattivo stato), può anche essere l’origine delle corrosioni (a volte causate da correnti parassite e da qualsiasi problema di “bimetallismo” nell’autoclave).

Nel caso di un processo a “bagnomaria”, o in un’autoclave statica, la corrosione della banda stagnata, con la conseguente formazione di macchie di ossidazione, può essere causata dall’ossigeno disciolto nell’acqua al di sotto del punto di ebollizione o da sostanze alcaline trasportate dal trascinamento del vapore acqueo.

In alcune autoclavi continue, i contenitori sono soggetti a rotazione, il che, sebbene migliori significativamente la penetrazione del calore, può anche aumentare il grado di abrasione dovuto all’attrito.

2. Raffreddamento ed essiccazione inadeguati dei contenitori

La corrosione può verificarsi quando il raffreddamento è eccessivo. In questo caso, l’imballaggio è troppo freddo per asciugarsi spontaneamente e viene trattenuta una quantità eccessiva di acqua, in particolare nelle zone delle chiusure e delle cuciture laterali. A questo proposito, è preferibile lavare un contenitore caldo con acqua calda piuttosto che lavare o pulire contenitori freddi con acqua calda. Idealmente, per assicurare la pulizia e l’asciugatura più efficace, i contenitori ancora caldi (circa 40 gradi Celsius) dovrebbero essere lavati e sciacquati con acqua calda. In nessun caso il conserviere deve imballare i contenitori in cartoni prima che siano completamente asciutti, specialmente se i cartoni ostacolano la rapida evaporazione dell’umidità. L’involucro di plastica dei contenitori disposti in vassoi è spesso la causa delle macchie di ruggine a causa della difficile evaporazione delle gocce d’acqua o dell’umidità residua.

B.- Condizioni di stoccaggio, spedizione e vendita di contenitori pieni o vuoti

I fattori da considerare sono:

– Atmosfere calde e umide, piene di polvere, spray marino salato o residui gassosi.

– Sudorazione” dei contenitori o condensa.

– Imballaggi secondari come cartoni o scatole (compresi adesivi ed etichette).

1.-Atmosfera

L’eccessiva umidità, insieme all’alta temperatura atmosferica durante lo stoccaggio, sono forse le cause più importanti della corrosione esterna del contenitore. Sotto il 60% di umidità relativa, la corrosione può essere considerata inesistente, mentre sopra l’80% diventa significativa.

Va notato che pavimenti, pareti e cartoni possono assorbire abbastanza umidità atmosferica da accelerare la corrosione dei contenitori. La bagnatura accidentale dei cartoni in un conservificio, per esempio, può causare corrosione. Lo stesso fenomeno si verifica con i rotoli di fondi avvolti nella carta.

L’aggressività dell’atmosfera umida a contatto con i contenitori può essere aumentata dalla presenza di polvere e sali, nonché di residui gassosi (anidride solforosa, cloro, ecc.).

2.- Condensa o “sudorazione”.

La condensazione dell’umidità atmosferica sui contenitori è anche una causa molto importante della corrosione esterna dei contenitori. La condensazione o “sudorazione” si verifica quando i contenitori freddi sono improvvisamente esposti all’aria che ha una temperatura e un’umidità più elevate. La primavera è il periodo più favorevole per la condensazione nel magazzino. Così, quando le celle frigorifere sono aperte in una giornata calda e umida, c’è un rischio maggiore di condensazione dell’umidità sui contenitori.

Il tasso di condensazione dipende da:

– La temperatura dei contenitori.

– Temperatura dell’aria ambiente.

– Umidità relativa dell’aria

In condizioni identiche, i contenitori vuoti sono meno inclini alla condensazione di quelli pieni, senza dubbio a causa di un equilibrio più rapido delle temperature.

3.- Imballaggio secondario, cartoni, adesivi, etichette

Le scatole e/o i cartoni possono essere la fonte della corrosione esterna del contenitore. Alcune qualità di cartone assorbono più umidità di altre. La natura e le quantità di sali residui nei cartoni (solfati, cloruri…) influenzano l’aggressività dei cartoni rispetto ai contenitori. Sono le chiusure che soffrono principalmente di corrosione, poiché il peso dei contenitori li fa “incastrare” nel cartone umido. Il materiale usato per costruire le casse di legno o i pallet può causare la corrosione da contatto quando il livello di umidità è superiore al 15% (legno appena tagliato per esempio).

Alcuni adesivi e colle usati per attaccare le etichette sono igroscopici e quindi tendono a causare macchie di ruggine sui contenitori. Le etichette di carta sono soggette alla corrosione, specialmente nel caso di etichette impermeabili (lucide o laminate).

Riassumendo, possiamo dire che, in tutte queste condizioni, troviamo tre fattori fondamentali: umidità, ossigeno e sostanze acide o alcaline, che agiscono insieme alla temperatura per giocare un ruolo aggravante in relazione alla comparsa della ruggine.

C.-Come prevenire la vaiolatura e le macchie di corrosione sui contenitori

Sulla base delle informazioni di cui sopra, possiamo dare alcuni consigli pratici:

Crediamo che un aumento significativo della massa del rivestimento di stagno non sia la soluzione migliore, sia economicamente che tecnicamente, se i rischi di corrosione esterna del contenitore dovuti a condizioni avverse possono essere controllati e ridotti. Tuttavia, l’uso della verniciatura e della stampa con inchiostri è una soluzione molto buona. In termini generali vale la pena sottolineare i seguenti punti:

– Lo stoccaggio dei contenitori vuoti e pieni dovrebbe avvenire in magazzini completamente separati dai locali del conservificio. Nel conservificio, l’umidità eccessiva è costantemente prevalente a causa della pulizia dei pavimenti, del vapore delle pentole e delle autoclavi, mentre l’umidità acida è presente nell’aria dalla salamoia.

– Non ci si può aspettare che le scatole di cartone, se danneggiate, proteggano i contenitori da schizzi d’acqua e fuoriuscite. Lo stesso vale per i rotoli di fondi avvolti nella carta.

– I contenitori devono essere lavati e sciacquati con acqua calda prima di metterli nelle autoclavi. I detergenti utilizzati per questo tipo di pulizia devono essere neutri rispetto ai contenitori.

– Se i contenitori vengono sterilizzati in acqua, se quest’acqua – trattata per la durezza – viene riciclata, è importante controllare a intervalli regolari certe caratteristiche fisiche e chimiche, per controllare le variazioni di durezza dell’acqua, pH, contenuto di cloruri, nitrati, ecc.

– Il raffreddamento dei contenitori dopo il processo di sterilizzazione non deve essere eccessivo. A 40 gradi Celsius, i contenitori conservano ancora abbastanza calore latente per l’essiccazione spontanea.

– La clorazione dell’acqua di raffreddamento per evitare la ricontaminazione dei contenitori dopo la lavorazione non dovrebbe essere un fattore che favorisce la corrosione, a condizione che il cloro attivo libero non superi i 2 o 3 mg/litro al momento dell’uso, cioè al momento del contatto con i contenitori da raffreddare. Il contenuto deve essere tenuto sotto controllo e controllato a intervalli regolari.

– Quando si pallettizzano o si imballano i contenitori in cartoni, i contenitori devono essere completamente asciutti e privi di depositi bianchi di precedenti lavaggi. Un contenitore bagnato o non sufficientemente asciutto è altamente soggetto alla corrosione, specialmente se il materiale della scatola non è a prova di umidità. È una pratica standard che le casse non devono essere umide e che il materiale igroscopico delle casse deve essere scartato.

– Si raccomanda di prestare un’attenzione particolare all’imballaggio termoretraibile degli involucri flessibili o di plastica, che possono essere fonte di macchie di ruggine locali a causa della generazione di numerosi “microclimi” interni.

– Ci sono inibitori di corrosione che possono essere aggiunti all’acqua di sterilizzazione o all’acqua nell’attrezzatura di raffreddamento dei contenitori. Questi agenti attivi sono inclusi in formulazioni commerciali e quindi le loro composizioni non sono sempre ben note. Non è nostra intenzione criticare l’uso di questi prodotti. Al contrario, crediamo che in alcune condizioni speciali siano utili. Dobbiamo tuttavia sottolineare che:

– Non si deve usare qualsiasi prodotto (devono essere autorizzati perché sono contenitori per contenere alimenti).

– Il loro uso crea complicazioni nel compito di supervisione nelle conserviere e la loro verifica è necessaria. Questi prodotti agiscono generalmente in piccole quantità e c’è una concentrazione ottimale oltre la quale ogni azione efficace è rischiosa o, paradossalmente, c’è un aumento della corrosione.

– L’efficacia di questi prodotti non dura per sempre. È spesso limitato all’ambiente in cui operano. In questo modo, per esempio, possono evitare che l’acqua sia aggressiva quando è in contatto con i contenitori, ma quando lasciano questo mezzo, sono di nuovo esposti a nuove influenze se ci sono cattive condizioni di asciugatura e trattamento. Una cosa è rendere l’acqua dell’autoclave o di raffreddamento meno aggressiva, un’altra è depositare uno strato protettivo, per mezzo di quest’acqua sulla superficie esterna dei contenitori, capace di ritardare considerevolmente i rischi di corrosione in condizioni avverse di esposizione.

– È anche possibile sottoporre i contenitori pieni e asciutti al vapore di una sostanza idrofoba (olio, paraffina, ecc.). Ma cosa succederà nel processo di etichettatura? Possono verificarsi problemi con gli adesivi.

I commenti di cui sopra dimostrano che l’uso degli inibitori di corrosione non è sempre chiaro e per questo motivo dovrebbero essere usati solo come ultima risorsa, dopo che tutte le altre precauzioni indicate sono state pienamente soddisfatte.

Un contenitore asciutto e raffreddato, conservato in un magazzino con aria condizionata, protetto dalla polvere e soprattutto dalla condensa, può da solo resistere alla corrosione atmosferica per molto tempo. La condensazione dell’umidità nei contenitori pieni può verificarsi a basse differenze di temperatura tra l’aria ambiente e i contenitori:

– 3 gradi Celsius circa, quando la temperatura dei contenitori è inferiore o uguale a 10 ºC.

– 5 gradi circa, quando la sua temperatura è superiore a 10 ºC.

Per evitare i rischi di condensa, è sempre importante utilizzare magazzini in cui le variazioni di umidità e temperatura possono essere tenute sotto controllo in diversi punti del magazzino (utilizzando aria condizionata, isolamento, sistemi di riscaldamento che forniscono calore e aria priva di umidità).

Quando vengono rilevati incidenti di corrosione dei contenitori, è essenziale indagare a fondo tutti i possibili fattori “sul pavimento del conservificio”. È altrettanto importante verificare se c’è stata una mancanza di precauzioni in un momento specifico.

A nostro parere, la realizzazione di una prova di accettazione per determinare la resistenza all’ossidazione della banda stagnata, al momento della consegna da parte del produttore del materiale, è utopica, proprio per la diversità delle situazioni. Alla fine tutto dipende dalle condizioni di utilizzo dei contenitori.

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