A escolha do material do recipiente é uma escolha fundamental na indústria da embalagem. Determina o prazo de validade do produto, bem como as necessidades de engenharia da linha de produção. Para os fabricantes, a decisão entre estanho e alumínio é uma consideração complicada da ciência dos materiais, do processamento mecânico e do custo de operação a longo prazo. Este guia compara estes diferentes materiais para ajudar a fazer um bom investimento em infra-estruturas para a embalagem dos seus produtos.

Compreender o estanho e o alumínio como materiais de embalagem

O termo lata é um termo técnico incorreto no ambiente industrial contemporâneo. A indústria designa o que é conhecido como embalagem de estanho por folha de Flandres, que é uma folha de aço laminada a frio coberta com um revestimento microscópico fino de estanho ou uma camada de estanho. A integridade estrutural e as propriedades magnéticas são fornecidas pelo aço, enquanto a resistência à corrosão e a superfície não tóxica de contacto com os alimentos são fornecidas pela camada de estanho puro. Esta solução composta é feita de aço, que foi desenvolvido no século XIX devido ao elevado custo e à escassez de latas de estanho que eram utilizadas no século XIX.

A embalagem de alumínio, por outro lado, é um tipo de metal não ferroso obtido através do minério de bauxite. É embalado como ligas de alumínio, às quais são adicionadas pequenas percentagens de magnésio ou manganês para aumentar a resistência. Ao contrário da composição material da folha de Flandres, as latas de alumínio são constituídas por um substrato de camada única. A transição para materiais de embalagem de alumínio começou em meados do século XX, principalmente devido à necessidade da indústria de bebidas de ter um recipiente leve, sem ferrugem e altamente reciclável. Compreender que se trata de processos diferentes que envolvem um compósito à base de aço e um elemento metálico não ferroso é o primeiro passo para diagnosticar o seu comportamento.

Diferenças físicas: Embalagem de estanho versus embalagem de alumínio

A sobrevivência da cadeia de abastecimento e a interação com o consumidor dependem dos atributos físicos do contentor. As grandes diferenças na estrutura atómica destes metais comuns são a base destas diferenças.

Resistência mecânica: Carga axial e resistência à mossa

A folha de Flandres tem uma boa rigidez estrutural. Os contentores de folha de Flandres são altamente resistentes à carga axial, ou seja, podem suportar muito peso quando empilhados em armazéns ou durante o transporte devido à presença de um núcleo de aço. Este facto torna-as um material de embalagem ideal para empilhamento pesado. Além disso, uma lata é muito resistente a amolgadelas externas.

As latas de alumínio são feitas de um material muito mais macio e dúctil. Embora seja superior no processo de fabrico de latas sem costura, possui uma baixa resistência estrutural inerente em comparação com o aço. Uma lata de alumínio é fácil de esmagar com as mãos. Para contrariar esta situação na indústria das bebidas, a pressão interna do líquido ou do gás injetado confere a rigidez necessária para sustentar as cargas axiais. As garrafas de alumínio são muito mais propensas a amolgadelas e deformações quando não estão sujeitas a pressão interna.

Resistência à corrosão e requisitos do revestimento interior

Ambos os materiais diferentes necessitam de acabamentos internos avançados para garantir a segurança alimentar e evitar reacções químicas entre o conteúdo e o metal. O alumínio tem uma tendência natural para formar uma fina camada de óxido de alumínio na superfície do metal à temperatura ambiente, proporcionando uma boa resistência à corrosão contra a atmosfera. No entanto, para aplicações de embalagem que envolvam líquidos ácidos, é necessário um revestimento para manter uma barreira.

A folha de Flandres baseia-se na camada de estanho para proteger o núcleo de aço. No entanto, para determinadas embalagens de alimentos, como tomates, algumas frutas ou mesmo carnes, a camada de estanho não é suficiente. Os alimentos com um elevado teor de ácido podem sofrer uma descoloração, na qual a camada de estanho é dissolvida. Nestas situações, são utilizados acabamentos especiais como os organossóis ou as resinas BPA-NI (BPA Non-Intent). A folha de Flandres tem um melhor tempo de conservação em alimentos não carbonatados, que necessitam de uma barreira total ao oxigénio, e um longo tempo de conservação em diversos climas, porque o corpo de aço não é tão permeável à migração de gases como o alumínio de paredes finas.

Peso e estética: Diferenças visuais e tácteis

O fator de diferenciação mais imediato no debate entre estanho e alumínio é o peso. O alumínio tem cerca de um terço do peso do aço. Para um distribuidor global, esta poupança de peso é diretamente convertida em poupança de combustível e numa redução da pegada de carbono na logística. Um contentor mais leve também minimiza o desgaste dos componentes rotativos de alta velocidade na maquinaria de embalagem.

Em termos de marca, os dois materiais têm experiências tácteis diferentes. A folha de Flandres é pesada ao tato e os consumidores tendem a relacioná-la com a durabilidade e a qualidade tradicional. Oferece um toque metálico claro e uma superfície que permite a impressão litográfica, que é de alto brilho e precisa. A embalagem de alumínio tem um aspeto contemporâneo e suave. A sua superfície é frequentemente escovada ou mate e permanece mais fria ao toque, o que a torna uma escolha ideal para o mercado moderno de bebidas de uso diário.

Impacto operacional: Processamento de folha de Flandres vs. alumínio

A arquitetura física do chão de fábrica é determinada pelo material de embalagem utilizado. Uma linha que é feita para manusear folha de Flandres não pode simplesmente mudar para alumínio sem modificações importantes.

Sistemas de transporte: Manuseamento magnético vs. Correias de vácuo

A maior diferença operacional reside nas propriedades magnéticas. A folha de Flandres é ferromagnética, uma vez que contém um núcleo de aço. Isto permite à indústria de embalagem utilizar transportadores magnéticos, capazes de elevar latas para cima, mantê-las de cabeça para baixo para serem lavadas, ou estabilizá-las a velocidades muito elevadas apenas com simples carris magnéticos. Isto simplifica muito o layout de uma fábrica, já que o espaço vertical pode ser utilizado com a máxima eficiência.

As latas de alumínio não são magnéticas. Uma linha necessitaria de correias de vácuo ou pinças mecânicas para ter o mesmo grau de estabilidade e movimento vertical. Os sistemas de vácuo necessitam de ventiladores potentes e condutas precisas, o que consome mais eletricidade e torna a sua manutenção mais difícil. No caso de uma instalação já estar a utilizar elevadores magnéticos para transportar latas para uma máquina de enchimento de alto nível, a transição para o alumínio exigiria uma remoção e substituição total da infraestrutura de transporte.

Integridade das juntas e dosagem de azoto líquido

O processo de costura, que é a ligação mecânica entre o corpo da lata e a tampa, é diferente nestes dois metais comuns. A folha de Flandres é dura e é capaz de resistir à elevada força mecânica dos rolos de costura sem deformar o corpo. A costura dupla resultante é muito forte.

O alumínio tem paredes finas e é macio, o que significa que necessita de uma calibração mais delicada. A dosagem de nitrogénio líquido é um processo muito importante na produção de recipientes de alumínio para bebidas. Uma vez que as garrafas de alumínio não são suficientemente fortes do ponto de vista estrutural para serem empilhadas quando vazias ou cheias com líquido não gaseificado, é injectada uma gota de nitrogénio líquido imediatamente antes da costura. A gaseificação do nitrogénio faz com que o gás se expanda, formando uma pressão interna que torna a lata rígida. Isto permite que o alumínio fino aguente o peso maior das latas que são empilhadas sobre ele. Este equipamento de dosagem extra nem sempre é necessário nas linhas de folha de Flandres e torna o sistema de gestão de gás no chão menos complexo.

Análise dos custos de produção e volatilidade da cadeia de abastecimento

A base da folha de Flandres (aço) e do alumínio é trocada em vários mercados de mercadorias em todo o mundo. Os preços do aço são mais estáveis, mas são afectados pelo custo do minério de ferro e do carvão de coque. O preço do alumínio está também fortemente dependente do preço da eletricidade, uma vez que o processo de fundição do elemento metálico consome muita energia.

Em termos de fabrico, as latas de alumínio são por vezes menos dispendiosas por unidade quando fabricadas em grandes quantidades (milhões de unidades) devido ao facto de o material poder ser diluído em comparação com o aço. No entanto, o equipamento secundário necessário para processar o alumínio (sistemas de vácuo, doseadores de nitrogénio, testadores especiais) pode aumentar os custos de fabrico. A folha de Flandres é a escolha ideal quando os lotes e produtos de média dimensão necessitam de ser submetidos a um processo de esterilização por retorta (vapor a alta pressão), uma vez que os recipientes não necessitam do mesmo grau de controlo da pressão interna.

Aplicações típicas na indústria de embalagens

Para facilitar a visualização da posição destes materiais no mercado, a tabela seguinte compara o seu desempenho nas principais métricas industriais:

Impacto ambiental do estanho e do alumínio

A sustentabilidade tornou-se uma importante força de aquisição. O alumínio é comummente mencionado como o material circular de eleição. Pode ser reciclado a 100 por cento sem qualquer perda de qualidade e a reciclagem do alumínio consome menos 95 por cento de energia do que a fundição do minério para produzir alumínio primário. Devido ao seu elevado valor de sucata, o sistema de reciclagem do alumínio é o mais desenvolvido do mundo. No caso de uma empresa com uma agenda ESG (Ambiental, Social e de Governação), a história do alumínio é uma história de reciclabilidade ilimitada e de custos de transporte mais baixos devido ao seu baixo peso.

A embalagem de estanho é também muito sustentável, principalmente devido ao facto de ser a embalagem metálica mais facilmente recuperável. A folha de Flandres pode ser recuperada com uma eficiência de 100 por cento utilizando grandes ímanes industriais para remover os fluxos de resíduos gerais. O aço é fundido depois de recuperado para produzir novos produtos de aço. Embora a camada de estanho deva ser removida durante o processo de fundição, a indústria do aço tem vindo a utilizar sucata reciclada como um elemento fundamental ao longo das décadas. No entanto, a energia necessária para mover e fundir o aço é superior à do alumínio, o que confere ao alumínio uma pequena vantagem na análise do impacto ambiental global dos produtos de consumo de elevado volume de negócios.

Lista de verificação de compatibilidade de equipamentos para fabricantes

Os fabricantes têm de auditar o seu hardware atual antes de tomarem uma decisão final sobre a escolha de um material ou a atualização de uma instalação. A mudança de um material de embalagem para outro não é frequentemente uma substituição imediata. Utilize esta lista de verificação para avaliar o seu atual estado de preparação:

• Transporte: A sua linha depende de carris magnéticos? Em caso afirmativo, o alumínio exigirá uma transição para sistemas de vácuo ou de pega lateral.
• Recheio: O seu produto necessita de ser doseado com azoto líquido para manter a sua estrutura? (Necessário para o alumínio não carbonatado).
• Costura: Tem rolos de costura que são ajustados para aço ou alumínio dúctil?
• Esterilização: Esteriliza? A folha de Flandres é mais fiável para lidar com os diferenciais de pressão da esterilização a vapor.

A Levapack é especializada em navegar nestas transições técnicas. Com 18 anos de experiência em engenharia, fornecemos linhas de enlatamento automatizadas com componentes de alta precisão maquinados em CNC (tolerância de 2μm) e tecnologia servo-acionada avançada. Quer o seu processo envolva as exigências estruturais da folha de Flandres para pós proteicos ou o manuseamento delicado do alumínio para snacks com nitrogénio, o equipamento da Levapack - incluindo máquinas de costura a vácuo e de enchimento com nitrogénio - foi concebido para ser versátil. Os nossos sistemas asseguram baixos níveis de oxigénio residual e utilizam construções em aço inoxidável 304/316 para cumprir os mais elevados padrões de higiene e durabilidade para utilização industrial em todo o mundo.

Veredicto final: Escolher com base no produto e no orçamento

A escolha entre estanho e alumínio é finalmente feita com base nas necessidades físicas do produto. Se a operação for de bebidas carbonatadas a alta pressão, o padrão da indústria é o alumínio devido às suas caraterísticas de peso e arrefecimento. No caso de o produto ser um alimento sólido, um pó ou uma proteína que precise de ser esterilizado por retorta ou que tenha uma elevada resistência ao empilhamento, a folha de Flandres é a melhor solução de engenharia.

Enquanto o alumínio tem vantagens logísticas de redução de peso, a folha de Flandres tem facilidade mecânica e reduz as barreiras à entrada de linhas que utilizam manuseamento magnético. Os fabricantes devem ponderar o custo a curto prazo da maquinaria em relação ao custo a longo prazo do transporte e do posicionamento da marca.

Para garantir que a sua linha de produção está optimizada para o material escolhido, consulte um especialista técnico. Os nossos engenheiros estão disponíveis para realizar uma auditoria de linha abrangente para avaliar a sua atual integridade de costura, compatibilidade do transportador e eficiência de produção.

Falar com o nosso engenheiro para avaliar as necessidades específicas da sua linha.