L’industria metallurgica utilizza tappi o fondi con diversi tipi di profili. In questo articolo spieghiamo l’uso di quelli più frequenti e i loro criteri di selezione.

INTRODUZIONE

Basta fare una passeggiata in un supermercato con uno spirito osservatore, per notare la varietà di forme che presentano i fondi dei contenitori che si ammassano sugli scaffali. Ci sono piatti o quasi piatti, o con una quantità considerevole di modanature concentriche. Può sorgere una domanda: qual è lo scopo di queste modanature? Non sono certo fatti a capriccio del produttore.

Anche se in alcuni casi isolati possono avere solo uno scopo decorativo, nella maggior parte dei casi hanno una funzione specifica che si traduce nel miglioramento delle proprietà fisiche – potremmo dire meccaniche – dell’imballaggio. Quindi, quando si tratta di definire un contenitore, una delle decisioni da prendere è quella di determinare il profilo dei coperchi/fondi che sono adatti al vostro caso.

I profili del coperchio e del fondo di un contenitore hanno l’importante compito di permettergli di adattarsi adeguatamente alle condizioni di pressione o di vuoto al suo interno, che sostiene durante le sue diverse fasi di utilizzo (riempimento, sterilizzazione, stoccaggio…).

COMPONENTI DI UN PROFILO

Prima di entrare nell’analisi dei diversi profili che possono essere utilizzati, iniziamo a definire i diversi elementi che compongono un profilo. La figura 1 mostra gli elementi tipici che lo determinano.

Figura 1

Un fondo è composto da due parti principali:

A.- Ala. È l’area che sarà incorporata nella chiusura. Non è l’argomento di questo lavoro

B.-
Profilo
. Area sulla quale concentreremo la nostra attenzione.

All’interno del profilo è possibile trovare:

1.-
Anelli di espansione
chiamati anche anelli di espansione. Hanno una forma geometrica semi-toroidale. La sua funzione fondamentale è quella di dare elasticità al fondo. In altre parole, producono un effetto “molla” in presenza di una significativa differenza di pressione tra l’interno e l’esterno del contenitore. Questo si materializza in una deformazione dell’anello, inclinandolo sul suo bordo esterno, verso l’interno o verso l’esterno. Quando ci sono diversi anelli in fila, il loro effetto viene concatenato. In breve, sono elementi progettati per deformarsi facilmente sotto un’azione esterna.

2.-
Gradienti
– o passi -, sotto forma di passi. Il suo scopo è quello di aumentare la resistenza meccanica del profilo. In altre parole, migliora la sua resistenza alla deformazione sotto sollecitazioni interne o esterne. Per aumentarlo, diversi possono anche essere presentati continuamente. In breve, il loro scopo è quello di rimanere inalterati di fronte all’azione esterna.

3.-
Pannello centrale
. È la parte interna del profilo, dove di solito non si collocano anelli o pendenze, cioè completa la superficie del fondo che non è stata occupata da essi. Può essere piatta o curva con un raggio molto grande. Di solito si usa per mettere incisioni o stampe con codici o testi legali, come la data di scadenza del prodotto, o il paese d’origine del cibo in scatola.

TIPI DI PROFILO

La forma del profilo è sempre legata all’uso del contenitore, sia dal punto di vista del contenuto che del processo di riempimento industriale.

1º. Secondo esclusivamente la loro forma geometrica, abbiamo potuto classificare i profili in due gruppi:

a.- Indeformabili: sono costituiti da una serie di gradienti, a forma di scala. Vedere la figura nº 2. Sono molto rigidi. Hanno un’alta resistenza alla pressione interna o al vuoto, senza segni di deformazione sul fondo. A causa della loro maggiore profondità, a parità di altezza del contenitore, riducono la loro capacità rispetto ad altri tipi.

Figura 2

Hanno lo svantaggio che se sopportano una pressione – o un vuoto – superiore al loro limite di resistenza alla deformazione, si deformano in modo permanente formando dei picchi, il che rende il contenitore non stampabile.

b.- Deformabili: hanno diversi anelli di espansione. Vedere la figura nº 3. Sono elastici. Quando resistono alla pressione interna, si deformano presto verso l’esterno, sollevandosi in modo flessibile. Questo aumenta leggermente il volume del volume.

Figura 3

Al contrario, se il contenitore ha un certo grado di vuoto all’interno, il profilo si restringe, riducendo la sua capacità.

Queste deformazioni scompaiono quando si riduce la pressione o il vuoto, e anche se rimangono in modo residuo, non danno al contenitore un brutto aspetto, perché passano inosservate.

Si ottiene una maggiore o minore capacità di deformazione elastica:

– Aumentare o diminuire il numero di anelli.

– A seconda della forma dell’anello. Così, per esempio, con gli stessi anelli, il fondo della figura nº 3 è più deformabile di quello della figura nº 4, esclusivamente a causa della forma degli anelli. Nel primo caso, le canne hanno una configurazione asimmetrica – formata da diversi raggi – e nel secondo caso, una configurazione simmetrica – un unico raggio.

In generale, non esistono profili puri non deformabili o deformabili, poiché i profili deformabili sono sempre leggermente non deformabili e viceversa.

Il caso più frequente è quello di combinare nello stesso profilo, anelli e gradienti, il che risulta in un profilo misto, che si adatta bene a diverse situazioni di imballaggio. Vedi figura nº 5

Figura 5

2º.- A seconda del loro uso, si usano diversi tipi di profili. Una prima classificazione, secondo questo criterio, sarebbe:

a.- Per i prodotti che non saranno sottoposti a un processo di sterilizzazione. Per esempio prodotti industriali (solventi, vernici, oli) o per il consumo umano (oli vegetali, sciroppi…). Per questi usi, i barattoli non sono sottoposti a forti cambiamenti di temperatura e pressione. In questo caso, l’uso di profili non deformabili o anche di fondi con un profilo completamente piatto è adatto. Vedi figura nº 6

Figura 6

b.- Per gli alimenti trasformati: la scelta del profilo dipenderà da due fattori: 1) proprietà del prodotto da contenere e 2) caratteristiche del processo.

Ci sono prodotti che hanno un alto coefficiente di espansione quando vengono riscaldati. Pertanto, aumentano di volume quando sono sottoposti ad alte temperature durante il processo. D’altra parte, come è noto, non è consigliabile lasciare troppo spazio di testa – spazio vuoto nella parte superiore del contenitore dopo il riempimento – per cui sono il coperchio e il fondo che devono essere deformati per aumentare temporaneamente la capacità del contenitore e quindi assorbire l’aumento di volume. È chiaro che in questo caso è necessario utilizzare profili il più possibile deformabili. Un esempio tipico è l’imballaggio dei mangimi o dei foigras. Vedere la figura nº 7 dove canne asimmetriche di diverse dimensioni sono combinate con un ampio gradiente che fornisce anche elasticità.

Figura 7

I pesci confezionati in olio – il tonno – non presentano questo problema, poiché la loro espansione è piccola, ma in questo caso il consumo di olio diventa un concetto da prendere in considerazione. Per questo motivo, si utilizzano più profili indeformabili, di tipo misto, che riducono il consumo d’olio diminuendo il loro volume, sempre entro le tolleranze stabilite dalla legislazione sulla capacità. Vedi figura nº 8

Figura 8

In questo modo potremmo considerare ogni tipo di alimento e, a seconda delle sue proprietà, determinare il profilo. In pratica, questo non viene fatto. Ogni produttore ha alcuni profili di diversi tipi, ben sperimentati, che permettono loro di coprire tutte le vostre esigenze.

I parametri del processo influenzano anche la scelta del tipo di profilo. Non è lo stesso in un’autoclave aperta come in un’autoclave chiusa con un buon sistema di controllo della pressione. Con lo stesso prodotto, nel primo caso le condizioni meccaniche dei fondi devono essere molto migliori che nel secondo caso. Questo significa che devono essere molto deformabili.

È molto comune generare un vuoto interno con diversi mezzi (riempimento a caldo, uso di vapore, ecc.). Questo vuoto si manifesta quando il contenitore ha finito il processo e va in magazzino. Più grande è questo spazio, più flessibile deve essere il profilo per adattarsi ad esso, per evitare la presenza di picchi nel pannello.

c.- A volte la scelta di un profilo può essere estranea al prodotto e al processo. È semplicemente l’intenzione di aumentare o diminuire il volume netto di un contenitore, senza cambiare la sua altezza. Come già detto, alla stessa altezza, un profilo non deformabile riduce la capacità, mentre uno deformabile può aumentarla. Così, per esempio, il profilo deformabile della figura nº 9, che nel suo pannello centrale raggiunge il livello della chiusura, è un caso tipico di quest’ultima. Questo tipo di fondo è usato nei barattoli per le conserve di verdura.

Figura 9

I coperchi facili da aprire presentano un pannello centrale piatto, con una leggera sfumatura – poco profonda -. Pertanto, potremmo classificarli come non deformabili, e quindi con un rischio di comparsa di picchi nell’autoclave. Questa forma è imposta dalle necessità costruttive del coperchio stesso.

I contenitori che usano questo tipo di chiusura, che oggi sono la maggioranza, usano fondi con un tipo di profilo che dipende dall’uso del contenitore. Se, per esempio, fosse richiesto l’uso di deformabili, ne risulterebbe uno squilibrio nelle prestazioni del coperchio rispetto al fondo. Ciò significa che è necessario utilizzare attrezzature di processo – le autoclavi – con una maggiore qualità di controllo del processo.

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