teoria vidrio y plastico en la industria alimentaria
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TEORIA VIDRIO Y PLASTICO EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA 2021
EL VIDRIO
El vidrio surge de la fusión de la Mezcla de ARENA SILICA, CARBONATO DE CALCIO y
CARBONATO DE SODIO, a alta temperatura dentro de un horno entre 1300 y 1500 °C.
La mezcla vítrea, obtenida por las altas temperaturas, pasa de un estado solida a liquido viscoso,
y luego a una consistencia solida en forma general.
El color natural final es INCOLORO; debido a la cantidad de contenidos ferrosos que hay en los
yacimientos de serena silica, el color se torna verdoso. Para darles diferentes tonalidades se le
agrega durante el proceso de fabricación diferentes óxidos metálicos, logrando las
pigmentaciones del vidrio más utilizados:
❖ CARAMELO: tono ámbar, pigmentación con carbón y compuestos sulfatos.
❖ VERDE: pigmentación con oxido de Cromo
❖ OPALO: pigmentación con fluoruro de calcio.
❖ Azul: Oxido de cobalto
❖ Amarillas: Oxido de hierro
COLOR CARAMELO COLOR VERDE
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COLOR OPALO COLOR AZUL
COLOR AMARILLO
MATERIAS PRIMAS
Los fabricantes de vidrio han buscado fórmulas que permitan:
❖ ƒ Reducir al mínimo el costo del material de fusión, empleando materias primas naturales
provenientes, en lo posible, de canteras situadas cerca de las vidrierías. ƒ
❖ Mejorar al máximo las propiedades de fusión y de aptitud para la elaboración en
máquinas de gran rendimiento. ƒ
❖ Conservar y mejorar las propiedades físicas y químicas del vidrio para el empacado de
líquidos alimenticios (estabilidad química, transparencia, características de dilatación,
coloración, etc.).
En términos generales, los vidrios que se utilizan en el envase, son de tipo sodio cálcico, (alcali-
cal), con los siguientes componentes:
- Sílice (Si02), extraído de la arena, que es la materia vitrificadora.
- Óxido de sodio (Na20), extraído del carbonato de sodio, que actúa como el agente fundente,
con una parte muy pequeña de sulfato de sodio como afinante.
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- Óxidos de calcio, magnesio y aluminio (CaO + MgO + Al203), aportados respectivamente por
la roca calcárea, la dolomita y la nefelina, que actúan como agentes estabilizantes.
A esta fórmula básica pueden añadirse:
- Decolorantes (cobalto y selenio en cantidades muy reducidas) para los vidrios blancos
utilizados en vasos, jarras y botes industriales.
- Colorantes (óxidos de hierro, cromo, manganeso, cobalto, etc.) destinados a obtener los colores
deseados.
- Oxidantes o reductores (sulfatos, carbón, azufre) para obtener en especial los matices y las
propiedades filtrantes que se procuran.
MANUFACTURA DE ENVASES DE VIDRIO
El vidrio para envases se produce siguiendo un proceso integrado y continuo, que permite
obtener directamente el producto terminado a partir de las materias primas. Esta situación se
diferencia de lo que ocurre con los envases de metal, plásticos y cartón, en los cuales el material
se produce en primer lugar en forma de lingotes, gránulos, polvos o láminas para transformarse
posteriormente en recipientes. Este procedimiento de manufactura del vidrio comprende, en la
actualidad, las siguientes etapas:
- Preparación del vidrio en el horno de fusión.
- Tratamiento químico del vidrio que ha sido distribuido a las máquinas por intermedio de la
tolva de trabajo y los canales de distribución (conocidos como alimentadores).
- Manufactura del artículo en las máquinas.
- Aplicación de un tratamiento de protección a la superficie.
- Recalentamiento (recocido) a fin de eliminar las tensiones generadas durante el moldeado en la
máquina.
- Empacado en cajas o en tarimas.
CALIDADES INTRÍNSECAS DEL ENVASE DE VIDRIO:
La utilización del vidrio en los alimentos está justificada por un conjunto de propiedades que lo
caracterizan, las más importantes de las cuales se enumeran a continuación:
a) Es impermeable a los gases, los vapores y los líquidos y excepcional como material de
protección y barrera.
b) Es químicamente inerte respecto de los líquidos y los productos alimenticios y no plantea
problemas de compatibilidad.
c) Es un material higiénico, fácil de lavar y esterilizar. Es inodoro, no transmite los gustos ni los
altera.
d) Normalmente transparente, permite controlar visualmente el producto y hacerlo visible para
el consumidor.
e) Puede colorearse, lo que constituye una protección contra los rayos ultravioleta que podrían
deteriorar el producto que contiene el envase.
f) Es un material rígido que puede adoptar formas variadas para resaltar los productos.
g) Resiste las elevadas presiones internas que le hacen sufrir ciertos líquidos: Cerveza, sidra,
bebidas gaseosas, etc.
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h) Tiene una resistencia mecánica suficiente para soportar los golpes en las cadenas de
empacado que trabajan a ritmos elevados, así como importantes apilamientos verticales durante
el almacenamiento.
i) Es un material económico que se produce en grandes cantidades y cuyo perfeccionamiento no
cesa, en especial por la reducción de su peso, conservando una resistencia mecánica igual, e
incluso superior.
j) Es un material clásico, conocido desde hace mucho tiempo, cuyos problemas de
acondicionamiento (cierre, etiquetado, etc.) están perfectamente estudiados y resueltos.
k) Puede utilizarse para el recalentamiento de productos alimenticios en hornos clásicos o de
microondas.
l) Es un material indefinidamente reciclable y frecuentemente reutilizable.
PROPIEDADES
➢ Resistencia mecánica del vidrio
➢ Propiedades térmicas
➢ Propiedades ópticas
➢ Transmisión de rayos ultravioleta
➢ Transmisión de rayos infrarrojos
➢ Inercia química
ESQUEMA DE FABRICACIÓN DEL VIDRIO:
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CONTROL DE CALIDAD:
➢ DIMENSIONES Y FORMA
➢ ESPESORES
➢ PESO
➢ CAPACIDAD
➢ TENSIONES PERMANENTES
➢ DEFECTOS ESTETICOS
➢ ALTURA TERMICA
➢ RESISITENCIA AL CHOQUE TERMICO
➢ RESISITENCIA A LA COMPRESION AXIAL
➢ RESISITENCIA AL IMPACTO
➢ TRANSMISION DE LUZ
➢ COLOR.
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PLÁSTICO
Los plásticos representan en la actualidad unos de los principales materiales para envase y
embalaje, utilizados principalmente en forma de bolsas, botellas, frascos, tubos y cajas. Los
plásticos tienen también otras aplicaciones en materia de envase y embalaje de
transporte.Además, se utilizan para el alejado de las cargas paletizadas, films de plástico
haciéndolas más seguras, mediante películas retráctiles y estirables.
Los plásticos son productos sintéticos hechos a partir del petróleo, carbón o gas natural. A pesar
de las fluctuaciones en el precio del petróleo y, consecuentemente en las materias primas hechas
a base de éste, que sirven como base en la conversión de plásticos, existirán otras aperturas al
futuro, en cuestión de envasado y embalado. Gracias a su flexibilidad, plegabilidad,
adaptabilidad y facilidad de manejo, los plásticos continuarán expandiéndose en el mercado.
Los plásticos son sustancias que contienen como ingrediente esencial una macromolécula
orgánica llamada polímero. Estos polímeros son grandes agrupaciones de manómetros unidos
mediante un proceso químico llamado polimerización.
CLASIFICACIÓN DE LOS PLÁSTICOS
❖ Dependiendo del origen de las materias primas:
a) De origen natural: obtenidos de materias naturales, como la caseina de la leche (galatita), látex
del árbol (caucho), celulosa del árbol o del algodón (celuloide), etc.
b) Origen sintético: se elaboran mediante reacciones químicas a partir del petróleo, del carbón,
del gas natural, etc.
❖ Dependiendo de su estructura molecular: termoplásticos, termoestables y elastómeros.
o Plásticos termoplásticos: Al calentarse a partir de una temperatura se ablandan y
se pueden moldear (dar forma). Al enfriarse se vuelven a endurecer. Este proceso
puede realizarse varias veces al final de su vida útil, sin que pierdan sus
propiedades. Son reciclables por calor. Esto es posible porque sus
macromoléculas se disponen de forma lineal o ramificada. La temperatura
máxima de exposición es de 150º, aunque algunos como el teflón resisten más.
Ejemplos: Polietileno (HDPE y LDPE), polipropileno (PP), cloruro de polivinilo
(PVC), poliestireno (PS), polietileno tereftalato (PET), policarbonatos (PC),
metacrilatos (PMMA), politetrafluoretileno (teflón)...
o Plásticos termoestables : Una vez moldeados y endurecidos permanecen
inalterables, debido a que se produce una reacción química irreversible, de modo
que las moléculas quedan entrelazadas de modo permanente. Si se somete al
plástico a alta temperatura sufre un proceso de degradación y ya no se puede
reutilizar. Esto es debido a que las moléculas se entrecruzan formando una red o
malla, dando como resultado un plástico rígido, más resistente a la temperatura,
pero más frágil que los termoplásticos. Ejemplos: Fenoles (PF), Aminas (MF),
Resinas de poliéster (UP), Resinas epoxi (EP),
o Plásticos elastómeros Forman una red de malla con pocos enlaces, lo que les
permite deformarse elásticamente. No soportan bien el calor y se degradan a
temperaturas medias. Ejemplos: Caucho, neopreno, poliuretano, silicona.
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PROCESO DE FABRICACION Y CONFORMACION DE PLASTICOS
Proceso general de fabricación: Consiste en introducir el monómero en una máquina llamada
reactor, junto con el disolvente y un catalizador (activador de la reacción química), a una presión
y temperatura controladas. Durante el proceso, también se pueden añadir pigmentos para dar
color y otras sustancias, como la carga, que mejoran las propiedades del plástico. El material
plástico obtenido, llamado granza, puede tener forma de bolitas, gránulos o polvos.
Conformación de plásticos
Para mejorar las propiedades de la granza durante el proceso de conformación se añaden
plastificantes, para ablandarlo o licuarlo y lubricantes, que facilitan el moldeo y desmoldeo del
objeto.
Todas las técnicas para conformar objetos de plástico consisten básicamente en calentar el
plástico e introducirlo posteriormente en un molde para darle la forma deseada. Las piezas
moldeadas suelen tener un acabado de primera calidad, o necesitando más que quitar la rebaba
que pueda quedar en los bordes.
Moldeo por extrusión (termoplásticos):
La granza se vierte en la tolva y entra en un tubo caliente donde se va fundiendo
mientras un tornillo sin fin lo presiona y lo obliga a desplazarse hacia el troquel que le da
la forma. Se obtiene así una pieza continua, de gran longitud y poca sección que es
enfriada mediante un baño de agua fría o con chorros de aire. Entonces las piezas se
cortan o se bobinan.
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Este sistema se utiliza con termoplásticos, como el polietileno, PVC o nailon, para la
fabricación de tubos huecos o macizos y perfiles de diversas formas.
Moldeo por soplado (termoplásticos): El plástico que sale por el troquel de una
extrusora es introducido en un molde abierto en dos partes, que reproduce la forma del
objeto. A continuación se cierra y se insufla aire con lo que se adapta a las paredes del
molde. Se enfría, se abre el molde y sale la pieza terminada.
Se utiliza para fabricar recipientes, piezas huecas, botellas, etc. En este caso se parte de
una pieza de plástico precalentada llamada preforma. Esta técnica se utiliza con
termoplásticos, como PVC, polietileno y polipropileno
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Moldeo por inyección (todos): Permite fabricar objetos de formas complejas, con
dimensiones muy exactas y un acabado de primera calidad. Aunque se utilizan todos los
tipos de plásticos, los más utilizados son el polietileno, el poliestireno, el polipropileno y
el nailon.
Los gránulos entran en el cilindro calefactor a través de la tolva y avanzan debido al
movimiento giratorio del tornillo sin fin. Al mismo tiempo se funden, debido a la presión
y al calor que proporcionan las bandas calefactoras. Un movimiento rápido de avance del
tornillo inyecta el plástico fundido en el molde de acero, que está formado por dos partes.
Cuando solidifica se abre el molde y se expulsa la pieza.
Se fabrican: baterías de cocina, carcasas de electrodomésticos, elementos del automóvil,
etc.
Moldeo por vacío o transferencia (termoplásticos): Apropiada para moldear piezas de
poco espesor. Se parte de una plancha muy fina de material plástico, que es superpuesta
sobre un molde. Por la parte superior se aplica calor mientras que por la parte inferior se
hace el vacío. La presión atmosférica empuja el plástico, de forma que éste adquiere la
forma del molde pegándose a sus paredes.
Moldeo por compresión (termoestables) Se utiliza con los plásticos termoestables para
obtener piezas pequeñas, como accesorios eléctricos, mangos, etc. o grandes como
asientos de inodoros o el salpicadero de un automóvil.
En el molde inferior se coloca la cantidad necesaria de plástico (en gránulos o preforma
compacta), se cierra el molde y se aplica calor y presión. Esto produce la reacción de
curado que hace que el plástico se vuelva rígido y homogéneo. Después la pieza es
expulsada mecánicamente.
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Calandrado (termoplásticos):Se utiliza para obtener láminas finas, sobretodo de PVC,
como carpetas, portadocumentos, toldos, lonas, etc. La masa de plástico se comprime
entre rodillos calientes que giran en sentido contrario y lo moldean hasta conseguir el
espesor deseado. (Ver imagen siguiente).
Laminación por extrusión y soplado: Se utiliza cuando queremos obtener láminas muy
finas. El polímero fundido sale por una boquilla en forma de anillo a la vez que se le está
insuflando aire. El plástico se solidifica y se pliega con ayuda de rodillos guía, con lo
cual queda una película doble con forma de macarrón.
Hilado: Es el procedimiento habitual para obtener los hilos de las fibras textiles sintéticas
con las que se elaboran todo tipo de prendas.
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CONTROL DE CALIDAD:
➢ INTERACCION ENVASE PRODUCTO
➢ DENSIDAD
➢ GRAMAJE
➢ ESPESOR