Di cosa sono fatte le lattine per alimenti?

Di quali materiali sono fatte le lattine per alimenti? La risposta diretta

Le lattine per alimenti sono realizzate principalmente con due materiali: banda stagnata (acciaio a basso tenore di carbonio rivestito di stagno) e alluminio. Per il corpo della lattina in particolare, può corpo in acciaio — la banda stagnata elettrolitica (SPTE) o l'acciaio senza stagno (TFS) — è il materiale dominante a livello mondiale. L'acciaio fornisce rigidità strutturale e resistenza alla pressione; il rivestimento di stagno o cromo sulla sua superficie fornisce protezione dalla corrosione e proprietà di contatto alimentare. Viene quindi applicato un rivestimento interno polimerico per uso alimentare come barriera finale tra il metallo e il prodotto alimentare.

In breve, ciò che chiamiamo “barattolo di latta” non è fatto di puro stagno: è una struttura multistrato progettata con precisione in cui l’acciaio a basso tenore di carbonio costituisce il nucleo strutturale , con rivestimenti metallici e polimerici che svolgono il lavoro protettivo.

La struttura a tre strati dell'acciaio Can Body

Capire perché può corpo in acciaio funziona così bene per l'imballaggio alimentare che è necessario considerarlo come un sistema a strati piuttosto che come un singolo materiale. Ogni strato ha una funzione ingegneristica specifica:

Strato 1: base in acciaio a basso tenore di carbonio

Il fondamento di qualsiasi corpo di lattine per alimenti è a lamiera di acciaio a basso tenore di carbonio laminata a freddo . Questo acciaio viene lavorato in bobine estremamente sottili e uniformi mediante laminazione a caldo seguita da laminazione a freddo, che allinea la struttura dei grani per conferirgli la combinazione di resistenza e duttilità necessaria per la produzione di lattine. Deve essere sufficientemente resistente da resistere alle pressioni di sterilizzazione della storta e al carico impilabile durante la spedizione, ma allo stesso tempo sufficientemente duttile da poter essere stampato, trafilato e formato senza rompersi.

Strato 2: rivestimento in stagno o cromo

La base in acciaio è galvanizzata con uno strato metallico protettivo. Nella banda stagnata, si tratta di stagno commercialmente puro applicato ad uno spessore di 0,5 mm tipicamente 0,4–1,5 μm . Lo strato di stagno impedisce la corrosione dell'acciaio a contatto con gli alimenti, funge da lubrificante durante il processo di trafilatura e consente la saldatura a resistenza elettrica utilizzata per formare la cucitura laterale delle lattine in tre pezzi. Nell'acciaio senza stagno (TFS), uno strato di cromo e ossido di cromo sostituisce lo stagno: è più sottile e di costo inferiore, ma non saldabile con metodi standard, quindi viene generalmente utilizzato per le estremità e i coperchi delle lattine piuttosto che per i corpi delle lattine.

Strato 3: rivestimento polimerico interno

Un rivestimento organico per uso alimentare, in genere resina epossidica, resina poliestere o lacca a base acrilica, viene applicato alla superficie interna per creare una barriera inerte tra il metallo e il cibo. Questo rivestimento è particolarmente critico per i prodotti acidi (pomodori, succhi di agrumi, aceti) e le verdure ricche di zolfo (asparagi, aglio, cipolla) dove il contatto diretto metallo-alimento causerebbe scolorimento, sapori sgradevoli o corrosione accelerata. Tutti i materiali di rivestimento devono superare le valutazioni sulla sicurezza del contatto alimentare ai sensi delle normative applicabili.

Banda stagnata, acciaio senza stagno e alluminio: un confronto tra i materiali

Tre materiali principali vengono utilizzati per l’intera gamma di lattine per alimenti e bevande. Ciascuno viene selezionato in base al tipo di prodotto, ai requisiti di lavorazione e all'economia di produzione.

Confronto dei tre materiali principali delle lattine per alimenti in base a criteri di prestazione chiave
Proprietà	Banda stagnata (SPTE)	Acciaio senza stagno (TFS)	Alluminio
Rivestimento protettivo	Stagno (0,4–1,5 μm)	Ossido di cromo	Strato di ossido naturale
Saldabilità	Eccellente (saldatura a resistenza)	Scarso (il rivestimento deve essere rimosso)	Non applicabile (disegnato e stirato)
Rigidità	Alto	Alto	Moderato
Resistenza al calore	Eccellente (compatibile con la storta)	Eccellente	Bene
Peso	Più pesante	Più pesante	Leggero (1/3 del peso dell'acciaio)
La primaria può utilizzare	Corpi contenitori per alimenti (3 pezzi)	Estremità della lattina, coperchi, estremità ad apertura facilitata	Lattine per bevande (2 pezzi)
Riciclabilità	Completamente riciclabile	Completamente riciclabile	Completamente riciclabile

Per gli alimenti in scatola (verdura, frutta, carne, frutti di mare, salse e cibo per animali domestici) la banda stagnata è il materiale standard perché la sua saldabilità è essenziale per formare la cucitura laterale delle lattine in tre pezzi e la sua resistenza al calore è adatta ai processi di sterilizzazione in storta che raggiungono temperature di 121°C o superiori.

Lattine per alimenti in tre pezzi o in due pezzi: in che modo l'acciaio del corpo può essere utilizzato in modo diverso?

La struttura di una lattina per alimenti, che sia composta da tre o due pezzi, determina esattamente come può corpo in acciaio viene elaborato e quali sono le proprietà del materiale più critiche.

Lattine per alimenti in tre pezzi

Il formato più utilizzato nella lavorazione alimentare globale. La lattina è costituita da un corpo cilindrico (formato da un foglio piatto di banda stagnata e saldato in corrispondenza della cucitura laterale), più due pezzi terminali separati aggraffati. Questo formato offre massima flessibilità in altezza, diametro e volume , rendendolo adatto alla più ampia gamma di prodotti alimentari. La cucitura laterale è formata mediante saldatura a resistenza elettrica, motivo per cui la banda stagnata, con il suo strato di stagno che facilita la saldatura, è l'acciaio preferito per il corpo della lattina per questa costruzione. I prodotti confezionati in lattine di banda stagnata da tre pezzi includono verdure in scatola, prodotti a base di pomodoro, salse, fagioli, pesce, carne e oli.

Lattine per alimenti in due pezzi (processo DWI)

Nel processo trafilato e stirato (DWI), il corpo e il fondo della lattina vengono formati da un unico disco piatto di metallo utilizzando una pressa a coppettazione e una serie di matrici ad anello. La parete della lattina viene contemporaneamente assottigliata e allungata, creando un corpo unico senza giunzioni. Ciò elimina sia la cucitura laterale verticale che quella inferiore, le aree più vulnerabili alla corrosione. Il processo DWI è ampiamente utilizzato per lattine per bevande in alluminio, ed è sempre più applicato alle lattine per alimenti in banda stagnata dove sono richiesti elevati volumi di produzione di un'unica specifica.

Perché l'acciaio a basso tenore di carbonio è il fondamento dell'acciaio per can body

Non tutto l’acciaio è adatto alla produzione di scatolette per alimenti. L'acciaio del corpo della lattina deve soddisfare una combinazione impegnativa di requisiti meccanici, chimici e dimensionali che solo gli acciai a basso tenore di carbonio attentamente controllati possono soddisfare in modo coerente.

Basso contenuto di carbonio per la duttilità: Un contenuto di carbonio più elevato rende l’acciaio più duro e meno duttile. L'acciaio del corpo della lattina utilizza qualità a basso tenore di carbonio per garantire che la lamiera possa essere stampata, trafilata e formata senza crepe o lacerazioni durante le operazioni di produzione di lattine ad alta velocità.
Spessore e planarità uniformi: L'acciaio del corpo della lattina è laminato a freddo con tolleranze di spessore estremamente strette, generalmente comprese tra 0,13 e 0,49 mm a seconda del formato della lattina e dell'applicazione. La variazione di spessore attraverso una bobina influisce direttamente sull'uniformità della parete della lattina e sulla consistenza del cordone saldato.
Gradi di tempra controllata (durezza): I gradi di temperamento, generalmente indicati da T1 a T5 (o gradi DR per acciaio a doppia riduzione), definiscono la durezza della lamiera. Le qualità più morbide sono adatte alle applicazioni di imbutitura profonda; i gradi più duri vengono utilizzati per i coperchi e le estremità delle lattine dove la rigidità è più importante della formabilità.
Finitura superficiale pulita: La superficie deve essere priva di ossidi, incrostazioni e contaminanti prima della stagnatura, poiché qualsiasi difetto superficiale causerà un'adesione non uniforme dello stagno e potenziali punti deboli di corrosione nella lattina finita.
Proprietà magnetiche (per il riciclaggio): A differenza dell’alluminio, l’acciaio è magnetico, una proprietà che rende semplice la separazione e il recupero dai flussi di rifiuti misti utilizzando apparecchiature di smistamento magnetico, supportando elevati tassi di riciclaggio.

Il ruolo dello spessore del rivestimento di stagno nelle prestazioni delle lattine per alimenti

Lo strato di stagno sulla banda stagnata elettrolitica non è decorativo: è un componente funzionale attivo con implicazioni dirette per la sicurezza alimentare, la lavorabilità e la durata di conservazione. Il peso del rivestimento di stagno è specificato in grammi per metro quadrato (g/m²) e può differire tra le superfici interna ed esterna dello stesso foglio: una configurazione nota come rivestimento differenziale .

Interni (rivestimento più pesante): La superficie interna in genere è rivestita da un rivestimento di stagno più pesante per fornire la massima protezione dalla corrosione contro il prodotto alimentare. Per gli alimenti acidi, pesi di rivestimento più elevati prolungano la durata protettiva della lattina.
Esterno (rivestimento più chiaro): La superficie esterna può essere rivestita in modo più leggero poiché è rivolta verso l'atmosfera piuttosto che verso il cibo. La riduzione del peso dello stagno all'esterno riduce il costo del materiale senza compromettere la sicurezza alimentare.
Lubrificazione durante la formatura: Durante il processo di trafilatura e stiratura, lo strato di stagno funge anche da lubrificante tra l'acciaio e gli stampi di formatura, riducendo l'attrito e l'usura degli stampi e migliorando la qualità superficiale del corpo della lattina finito.
Meccanismo di protezione sacrificale: In presenza di prodotti alimentari che formano un ambiente acido debole all’interno della lattina, lo stagno agisce come un anodo sacrificale, dissolvendosi preferenzialmente per proteggere l’acciaio sottostante dalla corrosione. La quantità di stagno che si dissolve durante la durata di conservazione della lattina è regolata in modo da rientrare ampiamente nei limiti di sicurezza.

Requisiti di sicurezza alimentare per l'acciaio del corpo delle lattine

Poiché l'acciaio del corpo può entrare in contatto diretto o indiretto con gli alimenti, è soggetto a rigorose normative sulla sicurezza alimentare in tutti i principali mercati. I requisiti chiave riguardano la migrazione dei metalli, la sicurezza del rivestimento e il controllo del processo di produzione.

Limiti di migrazione dei metalli

I quadri normativi richiedono che la migrazione degli ioni metallici – in particolare stagno, ferro, cromo e metalli pesanti come piombo e nichel – dalla lattina al cibo rimanga al di sotto dei limiti prescritti. I test di migrazione di laboratorio simulano l'ambiente di contatto con gli alimenti (acido, alcalino e oleoso) per verificarne la conformità. Le moderne lattine in banda stagnata, con adeguati rivestimenti interni, sono progettate per soddisfare questi limiti per l'intera durata di conservazione prevista del prodotto.

Conformità del rivestimento interno

I rivestimenti organici applicati all'interno delle lattine per alimenti devono essere conformi alle normative sui materiali a contatto con gli alimenti. Le formulazioni di rivestimento, basate su sistemi epossidici, poliestere o acrilici, sono sottoposte a valutazione della sicurezza per confermare che nessuna sostanza che migra dal rivestimento supera i limiti di migrazione specifica (SML) o i limiti di migrazione globale (OML) applicabili stabiliti da autorità come il Regolamento della Commissione Europea sui materiali a contatto con gli alimenti o norme nazionali equivalenti.

Controlli del processo di produzione

Durante la produzione del corpo lattina, i controlli di processo prevengono la contaminazione fisica (detriti metallici, residui di saldatura) e garantiscono la coerenza dimensionale del cordone di saldatura e della doppia giuntura alle estremità della lattina. I sistemi di ispezione visiva ad alta velocità sulle moderne linee di lattine verificano l'integrità delle giunture a velocità di produzione di migliaia di lattine al minuto.

Quali alimenti sono confezionati in lattine per alimenti in acciaio?

L'acciaio del corpo della lattina in banda stagnata è il materiale di scelta per qualsiasi prodotto alimentare sottoposto sterilizzazione della storta — riscaldamento della confezione sigillata a 121°C o superiore per eliminare la contaminazione batterica e ottenere la sterilità commerciale. La resistenza al calore e la rigidità strutturale dell'acciaio sono essenziali per resistere alla pressione interna generata durante questo processo. Le applicazioni comuni includono:

Verdure e legumi: Pomodori, mais dolce, fagiolini, ceci, fagioli rossi: i prodotti ad alto contenuto di acido beneficiano soprattutto delle proprietà resistenti alla corrosione della banda stagnata con adeguati rivestimenti interni.
Frutta: Pesche in scatola, ananas, spicchi di mandarino e cocktail di frutta sciroppata: l'acciaio stagnato era storicamente lo standard per i succhi di frutta e la frutta in scatola chiara.
Carne e pollame: Manzo in scatola, carne di maiale, pollo e prodotti a base di carne preparati confezionati per una maggiore durata di conservazione a temperatura ambiente.
Pesce e frutti di mare: Tonno, sardine, sgombro, salmone, granchio, gamberetti e cozze, spesso confezionati in olio, salamoia o salsa in banda stagnata rivestita di polimero o lattine TFS, raggiungendo una durata di conservazione superiore a 24 mesi.
Salse e cibi pronti: Sughi per pasta, zuppe, stufati, salse al curry e piatti pronti confezionati in lattine di banda stagnata da tre pezzi per la vendita al dettaglio e la ristorazione.
Oli commestibili: Confezionamento di oli da cucina di grandi volumi, dove la resistenza strutturale del corpo della lattina in acciaio è importante per contenitori di grande formato.
Alimenti per animali domestici: Uno degli usi più voluminosi di lattine per alimenti in acciaio a livello globale, in genere utilizzando coperchi ad apertura facile (EOE) sui corpi delle lattine di banda stagnata.

Can Body Steel e sostenibilità: il vantaggio della riciclabilità

L'acciaio è il materiale da imballaggio più riciclato al mondo: un fatto che rende l'acciaio per lattine non solo una scelta funzionale ma anche sempre più importante dal punto di vista della sostenibilità. Le lattine di acciaio possono essere riciclate all'infinito senza deterioramento della qualità del materiale, poiché il riciclaggio dell'acciaio non ne altera le proprietà fondamentali.

Poiché l'acciaio è magnetico, può essere facilmente separato dai flussi di rifiuti misti utilizzando apparecchiature di smistamento magnetico standard, consentendo una raccolta efficiente senza richiedere precisione di smistamento da parte del consumatore. Questa proprietà fisica conferisce agli imballaggi in acciaio un vantaggio in termini di infrastrutture di riciclaggio rispetto a molti materiali alternativi.

Per i marchi di alimenti e bevande che operano nel rispetto degli impegni di sostenibilità – e per i governi che promuovono la legislazione sulla responsabilità estesa del produttore (EPR) – la riciclabilità consolidata delle lattine alimentari in acciaio è un fattore significativo nelle decisioni di selezione dei materiali di imballaggio.