A última linha de defesa entre um produto e a degradação ambiental é a integridade de uma embalagem metálica. O processo de selagem na produção de alimentos e bebidas industriais não é apenas um fecho mecânico, mas uma necessidade de engenharia de alta precisão. Para compreender como é que as latas são seladas, é preciso olhar para a análise da alteração estrutural do metal e para o equipamento complexo que efectua esta operação a altas velocidades. Para os fabricantes e engenheiros, a escolha da técnica de selagem correta é muito importante para garantir a estabilidade da prateleira, evitar a oxidação e proteger contra a contaminação.

A mecânica por trás da vedação de latas: Vedações duplas

O costura dupla é a forma mais segura de vedar um recipiente redondo de metal. Uma costura dupla baseia-se num encravamento mecânico do corpo da lata e da tampa (ou extremidade) da lata, ao contrário da soldadura ou colagem. Isto é feito para formar uma estrutura metálica de cinco camadas que, juntamente com um composto de vedação, forma uma vedação hermética e hermética. A tecnologia de costura dupla é o padrão internacional das latas de alumínio pressurizadas e das latas estáveis nas prateleiras, uma vez que pode resistir a uma quantidade considerável de variações de pressão interna e externa.

Primeira operação: Formar os ganchos interligados

O primeiro rolo inicia o processo de selagem. Depois de o corpo e a tampa da lata terem sido colocados na placa de base da seladora, o primeiro rolo de operação chega à lata em rotação. Este rolo tem um perfil profundo e estreito. É utilizado principalmente para enrolar o enrolamento da tampa (o enrolamento da tampa) por baixo da flange da lata.

O material da tampa dobra-se para dentro à medida que o rolo pressiona para criar o que se designa por gancho da tampa. Ao mesmo tempo, a flange do corpo da lata é forçada para baixo para criar o Gancho do Corpo. No final desta fase, os dois componentes estão frouxamente interligados. Os ganchos estão dobrados, mas a vedação não é hermética. Esta etapa é crucial; caso contrário, a etapa de achatamento não formará uma ligação segura, uma vez que os ganchos não foram feitos corretamente.

Segunda operação: Passar a ferro e apertar o selo

Uma vez terminado o primeiro rolo de operação, o segundo rolo de operação recolhe a costura. O perfil do rolo deste rolo é mais plano e menos profundo do que o do primeiro. Tem como objetivo a compressão dos ganchos soltos numa estrutura sólida e estanque.

Nesta fase, o rolo funde as camadas de metal. Esta compressão faz com que o composto vedante, uma substância semelhante a uma junta que foi previamente aplicada no interior da tampa, sele quaisquer fendas microscópicas entre as dobras de metal. O resultado é uma espessura de cinco camadas de metal que não permite a entrada de bactérias, oxigénio ou humidade. Uma segunda operação eficaz deixará uma certa espessura e altura de costura que terá de estar dentro de tolerâncias industriais rígidas para ser considerada segura para ser distribuída comercialmente.

Fluxo de trabalho passo a passo do processo de selagem

A selagem real é apenas um dos componentes do fluxo de trabalho coordenado de uma seladora de latas num ambiente profissional da indústria de latas. As linhas de embalagem automatizadas são utilizadas para garantir que cada lata é preparada, tratada e selada em condições controladas para maximizar o prazo de validade e o rendimento.

• Tampa (Clinching): As latas cheias são transportadas para o alimentador de tampas pelo transportador. Um braço mecânico ou um alimentador por gravidade deposita a tampa da lata no corpo da lata na posição correta. Na maioria dos sistemas de alta velocidade, pode ser utilizado um "clincher" para fixar a tampa à lata, de modo a evitar derrames à medida que o recipiente passa pela estação de costura.
• Lavagem com gás (opcional): A lavagem com gás é feita em produtos sensíveis ao oxigénio, por exemplo, leite em pó para bebés, café ou nozes, imediatamente antes da selagem final. O sistema remove o ar numa sala de vácuo ou câmara de selagem. Isto reduz a quantidade de oxigénio restante para menos de 3 por cento, o que abranda consideravelmente o processo de oxidação de gorduras e óleos e aumenta o prazo de validade do produto.
• Costura: Uma placa elevadora recolhe a lata e pressiona-a contra um mandril de costura. O mandril funciona como uma bigorna interna, que mantém a tampa em posição enquanto os rolos efectuam a primeira e a segunda operações acima mencionadas. Nos sistemas rotativos, isto ocorre enquanto a lata está em movimento, o que permite uma produção contínua.
• Descarga: Quando o segundo rolo de operação se retrai, a placa elevadora cai e a lata selada é forçada a entrar no transportador de descarga. Aqui, as latas podem ser lavadas numa estação de lavagem para limpar o exterior das latas de qualquer resíduo de produto antes de proceder à rotulagem ou embalagem secundária.

Equipamento essencial: Tipos de máquinas de costura de latas

A escolha de selador de latas baseia-se no volume de produção, no tipo de contentor e nas caraterísticas físicas do produto embalado.

• Costureiras rotativas: Estes são os cavalos de batalha da produção industrial de grande volume. Existem várias cabeças de selagem ligadas a um carrossel rotativo. O processo de selagem é efectuado numa lata por cada cabeça à medida que o carrossel roda. Esta conceção pode ser utilizada com uma velocidade de 50 a mais de 2.000 latas por minuto. As seladoras rotativas oferecem o maior grau de uniformidade e são necessárias em fábricas de alimentos e bebidas em grande escala.

• Costureiras lineares: As máquinas de costura lineares são diferentes dos sistemas rotativos e as latas são processadas em linha reta. São normalmente mais lentas do que os carrosséis rotativos, mas podem ser instaladas em alguns tipos de linhas de enchimento e são normalmente utilizadas com contentores especiais ou produção de médio volume.

• Máquinas de costura semi-automáticas: Nestas máquinas, o operador coloca manualmente o corpo e a tampa da lata na câmara de selagem. Os rolos repetem automaticamente o ciclo depois de o operador ter ligado a máquina (normalmente através de um pedal ou de dois botões). São mais adequadas para laboratórios, fábricas-piloto ou pequenos produtores artesanais que não necessitem de automatização a alta velocidade.

Tecnologias alternativas de selagem para embalagens metálicas

Embora a mais popular seja a costura dupla, são necessárias técnicas de vedação alternativas devido à natureza dos materiais e às necessidades dos produtos. O quadro seguinte apresenta uma comparação das alternativas industriais comuns à costura dupla:

Identificação de defeitos comuns na vedação de latas

Para garantir uma vedação hermética, é necessário monitorizar a saída da seladora. Pequenos desvios mecânicos na seladora de latas podem causar falhas graves na segurança alimentar. É dever das equipas de controlo de qualidade identificá-los defeitos.

Falsa costura é uma situação em que o gancho da tampa e o gancho do corpo não se encaixam, apesar de parecerem estar ligados no exterior. Esta situação é normalmente induzida por uma flange curva da lata ou por um primeiro rolo incorretamente posicionado. Os ganchos não são dobrados em conjunto e, por conseguinte, o vedante carece de integridade estrutural e apresenta fugas sob pressão.

Costuras afiadas e cortes são defeitos em que o metal é comprimido ou fracturado na parte superior da costura. Isto é normalmente um sinal de que o mandril de costura está demasiado baixo ou que os rolos estão a ser forçados com demasiada força. Estas falhas podem causar micro-fugas, que são suficientemente pequenas para não serem detectadas de imediato, mas suficientemente grandes para permitir a entrada de contaminação na lata durante o processo de arrefecimento após a esterilização.

O outro problema é GotaA junção de uma lata de três peças com a tampa é um fenómeno que ocorre normalmente na junção da costura lateral com a tampa. Isto ocorre normalmente na junção da costura lateral de uma lata de três peças com a tampa. A menos que a máquina de costura seja modificada para acomodar a espessura adicional da soldadura da costura lateral, o material acumular-se-á, o que afectará a pressão de vácuo interna e a integridade estrutural.

Escolher a máquina de costura certa para a sua linha de produção

Ao escolher uma costureira industrial, é necessário avaliar objetivamente as suas necessidades de produção e os seus objectivos de expansão futura. O quadro abaixo identifica as principais considerações técnicas e operacionais que devem ser utilizadas para informar o seu processo de aquisição:

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