SOMMARIO

Si descrivono le prove effettuate in laboratorio, con prodotti in scatola di diverse conserve vegetali, effettuate utilizzando contenitori con coperchi e fondi TFS, per vedere come si comportano con questo materiale. Si conclude che questo prodotto è perfettamente adatto a questa funzione.

INTRODUZIONE

La lamiera cromata, un prodotto conosciuto a livello internazionale come T.F.S. (Tin Free Steel) e E.C.C.S. (Electro Chromium Coated Stell) iniziò ad essere prodotta nel 1961 in Giappone come alternativa alla banda stagnata tradizionale. Il suo consumo nell’ultimo quarto di secolo è aumentato progressivamente, attualmente rappresenta circa un terzo del totale dell’acciaio consumato nel campo dell’imballaggio.

Il prodotto consiste in un acciaio di base, identico a quello utilizzato per fabbricare la banda stagnata, con un rivestimento misto composto da:

– Uno strato di cromo metallico, applicato direttamente sull’acciaio di base da 50 a 90 mgr/m2.

– Uno strato di ossidi di cromo, sopra il precedente, da 7 a 15 mgr/m2.

Figura n. 1: Struttura della piastra di cromo

Un film di olio simile a quello della banda stagnata è depositato sui rivestimenti di cui sopra per evitare danni quando si maneggia il prodotto.

Il colore della piastra cromata è grigio-azzurro metallico, con leggere variazioni cromatiche a seconda del deposito di ossidi di cromo. Questo aspetto può essere variato scegliendo la vernice appropriata per ottenere l’aspetto finale desiderato. Il TFS ha un’eccellente adesione alla vernice, il che lo rende un materiale ideale per contenitori imbutiti e ri-imbutiti e per parti stampate.

La lamiera cromata ha una resistenza alla corrosione paragonabile alla banda stagnata con un rivestimento di 2,8 gr/m2. A causa del comportamento elettrochimico del cromo, esso agisce sempre favorendo la dissoluzione del ferro, quindi è necessario utilizzare il TFS rivestito su entrambi i lati.

Questo materiale è dichiarato innocuo dalla F.D.A. (Food and Drug Administration) e da agenzie simili in altri paesi. (Food and Drug Administration) e agenzie simili in altri paesi.

ANALISI

Questo documento riassume:

– Gli studi effettuati sulle prestazioni dei contenitori a tre pezzi (coperchi e fondi in lamiera cromata e corpo in banda stagnata) in diversi tipi di verdure in scatola e il loro confronto con i contenitori convenzionali in banda stagnata.

– Verifica del grado di protezione offerto da diversi tipi di vernici, applicate su linee industriali, sulle stesse conserve.

MATERIALE E METODI

Il lavoro di laboratorio è stato realizzato con il seguente materiale:

Imballaggio: Barattoli di formato da ½ Kgr. Ro 73 x 110. Corpi in banda stagnata 11.6/5.8. Top e slip T.S.F.

Vernici:

Per i piani e i fondi, sono state utilizzate 8 diverse opzioni di verniciatura:

A Golden Epoxyphenolic un passaggio.

B Oro epossifenolico due passaggi.

-C Oro epossifenolico + ossido di Zn

-D Organosol oro un passaggio

-E Organosol oro due passaggi

-F Organosol + ossido di Zn

-G Organosol bianco

-H Porcellana bianca P

La vernice epossifenolica è stata usata sui corpi, tranne che per i contenitori H, dove è stata usata la porcellana.

Cibo in scatola:

Le conserve delle seguenti verdure sono state prodotte direttamente nell’impianto industriale, senza modificare il processo di produzione standard:

– Asparagi (potere solforante e disincrostante)

– Spinaci (potere di uccidere il tinnito)

– Porri (potere solforante)

– Pomodoro pelato intero (potere de-stagnante acido)

Più di 500 contenitori di ogni prodotto sono stati riempiti con i diversi tipi di vernice. I campioni di controllo sono stati utilizzati nella quantità di 1/3 del totale con coperchi/fondi in banda stagnata convenzionali.

Ogni tipo di prodotto in scatola è stato diviso in due lotti:

1.- Conservazione a 55º C per 1, 2 e 3 mesi.

2.- Conservazione a temperatura ambiente per 12 e 24 mesi.

Abbiamo proceduto a fare delle aperture agli orari previsti, verificando in ogni caso:

– pH

– Porosità

– Presenza di metalli: ferro, stagno e cromo.

RISULTATI

I risultati trovati per le quattro conserve vegetali in studio hanno mostrato che i valori di pH trovati erano normali per ogni prodotto quando mantenuto a temperatura ambiente.

Il sistema di conservazione a 55º C implica una diminuzione progressiva del pH nel tempo. Questo perché l’alta temperatura favorisce la dissociazione degli acidi organici. Nessuna delle lattine analizzate dai contenitori verniciati ha mostrato livelli significativi di cromo.

Il cromo esavalente presente nella lastra cromata è minimo, e il cibo non era in contatto diretto con il cromo o gli ossidi di cromo, dato che venivano sempre usati contenitori verniciati. Tuttavia, va notato che se una parte del cromo esavalente fosse passato nel cibo, il cibo avrebbe avuto sufficiente capacità di riduzione per trasformarlo nello stato trivalente non tossico.

Due anni sono stati stabiliti come tempo di conservazione a temperatura ambiente, poiché questo è il periodo di tempo dopo il quale le differenze nel comportamento dei diversi contenitori, se presenti, possono essere rilevate. Per tutti i prodotti inclusi in questo studio, si è osservato che il contenuto di ferro era il parametro che meglio differenziava il comportamento dei diversi rivestimenti in banda stagnata e TFS. La porosità media, sui piani e sui fondi, ha rivelato che l’influenza del tipo di vernice è maggiore di quella del materiale o dell’interazione materiale/vernice. In tutti i prodotti, la vernice che ha mostrato la peggiore performance rispetto alla porosità è stata l’oro epossifenolico in una fase.

A.- Conserve di asparagi

La tabella 1 mostra che le vernici con ossido di zinco (epossifenolo e organosol) presentano il miglior comportamento in relazione al contenuto di ferro, che è l’elemento che ha presentato la maggiore variabilità in tutte le conserve. Non sono state rilevate differenze significative tra questi rivestimenti con entrambi i materiali TFS e banda stagnata. Tuttavia, le prestazioni dei contenitori in banda stagnata erano un po’ migliori di quelli cromati praticamente in tutte le vernici utilizzate in quello studio, anche se le loro differenze tendevano a ridursi con il passare del tempo.

Tabella 1: pH e contenuto di metalli (p.p.m.) nelle conserve di asparagi

Va notato che quando sono state utilizzate vernici all’ossido di zinco, la quantità di ferro rilasciata nell’ambiente è diminuita notevolmente. Questo è stato prodotto dalla reazione chimica dei composti di zolfo dell’asparago con l’ossido di zinco, formando solfuro di zinco e impedendo il rilascio di ferro nelle aree porose. Il contenuto di ferro dopo tre mesi di conservazione a 55°C era inferiore a quello di due anni a temperatura ambiente. Vedere la tabella 1.

Per quanto riguarda lo stagno, i livelli massimi riscontrati sono stati bassi e quindi non hanno portato alla differenziazione tra vernici e materiali.

All’ispezione visiva diretta, una volta aperti i contenitori, l’aspetto dei coperchi e dei fondi in banda stagnata era migliore di quello del TFS. Corroborando questa valutazione, si è trovato che i valori di porosità più bassi sono stati trovati quando si è usata la vernice di porcellana su banda stagnata, ma anche con la vernice d’oro organosol con ossido di zinco.

B.- Spinaci in scatola

Nei contenitori in banda stagnata, il contenuto di ferro era inferiore a quello dei contenitori cromati dopo 2 anni di conservazione a temperatura ambiente. Vedere la tabella 2. Nel caso della banda stagnata, i contenitori con vernice epossifenolica a un passaggio hanno dato i valori di ferro più alti. D’altra parte, con il TFS, tutte le vernici hanno mostrato un comportamento molto simile, anche se quelle applicate in due passaggi hanno offerto una maggiore protezione. I livelli di ferro trovati dopo 3 mesi a 55°C erano leggermente inferiori a quelli trovati dopo 2 anni a temperatura ambiente.

Tabella 2: pH e contenuto di metalli (p.p.m) nelle conserve di spinaci

La vernice di porcellana utilizzata è stata quella con la migliore risposta in termini di rilascio di stagno per i due materiali. È stata anche questa vernice che ha dato i migliori valori di porosità

In termini di aspetto visivo, i piani e i fondi in banda stagnata avevano un aspetto migliore di quelli cromati.

C.- Porri in scatola

Il contenuto di ferro nella lastra di cromo era superiore a quello della banda stagnata. Poiché il porro è un prodotto solforante, le vernici che hanno dato i migliori risultati sono state quelle con ossido di zinco nella loro composizione. Il contenuto di ferro nelle conserve di porri conservate per 3 mesi a 55ºC è inferiore a quelle conservate per 2 anni. Vedere la tabella 3.

Tabella 3: pH e contenuto di metalli (p.p.m.) nei porri in scatola

I livelli di stagno rilevati in queste conserve erano praticamente trascurabili in tutte le vernici e in entrambi i materiali. Entrambi i materiali hanno anche un aspetto simile quando vengono ispezionati visivamente. I livelli di porosità più bassi sono stati trovati con organosol gold 2 pass e organosol gold con ossido di zinco.

D.- Pomodoro in scatola

a.- Imballaggio verniciato: il suo contenuto di ferro è molto piccolo e corrisponde ai livelli di ferro forniti dal prodotto vegetale. Nel corso del tempo, nessuna evoluzione di questo metallo è stata osservata nel prodotto, quindi il pomodoro non ha mostrato aggressività verso i contenitori. Questo comportamento è stato simile sia per i contenitori TFS che per quelli in banda stagnata con coperchio e fondo. Vedere la tabella nº 4.

Tabella 4: pH e contenuto di metallo (p.p.m.) nel pomodoro in scatola in confezioni con corpo verniciato

Una leggera dissoluzione dello stagno si è verificata con il passare del tempo, senza mai superare i 50 p.p.m. dopo due anni a temperatura ambiente.

L’aspetto dei piani e dei fondi è molto simile con entrambi i materiali, anche se sembra leggermente migliore su quelli in banda stagnata.

b.- Imballaggio nudo: come nel caso precedente, il contenuto di ferro sia nella banda stagnata che nella TFS corrispondeva a quello del prodotto stesso. Vedi tabella 5.

Tabella 5: pH e contenuto di metalli (p.p.m.) nel pomodoro in scatola in confezione a corpo nudo

Il contenuto di stagno disciolto era alto, proveniente dal corpo del contenitore. Queste quantità sono praticamente le stesse per 1 mese a 55ºC e per 24 mesi a temperatura ambiente.

L’aspetto dei tappi è identico per entrambi i materiali, non sono stati osservati difetti di corrosione. Nei fondi, le vernici epossifenoliche di 1 e 2 passaggi su lamiera cromata, sono state valutate come quelle con il peggior comportamento, anche se non sono state rifiutate da loro.

SINTESI FINALE

1.- In tutti i prodotti studiati, il contenuto di ferro era il parametro che meglio differenziava il comportamento dei diversi rivestimenti in TFS e banda stagnata.

2.- In tutti gli alimenti in scatola, è stata osservata una concentrazione di ferro leggermente superiore nei contenitori TFS rispetto a quelli in banda stagnata.

3.- La migrazione del ferro dal contenitore al prodotto è stata maggiore negli asparagi seguiti dai porri, essendo molto leggera negli spinaci e trascurabile nel pomodoro.

4.-Nessun livello significativo di cromo è stato trovato in nessun cibo in scatola in contenitori verniciati.

Nel caso dei prodotti solforati in scatola (asparagi e porri) le vernici che hanno dato i migliori risultati sono state quelle con ossido di zinco nella loro composizione.

6.- Le diverse vernici hanno esercitato una protezione simile sia per il cromo che per la banda stagnata negli spinaci e nelle conserve di pomodoro.

7.- Nessuna deformazione chimica è stata osservata in nessuno dei contenitori durante la conservazione a temperatura ambiente e a 55º C.

8.- Come sintesi finale, i contenitori cromati, opportunamente verniciati, possono essere utilizzati come valida alternativa ai contenitori in banda stagnata, soddisfacendo tutti i requisiti tecnici e sanitari.

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