INFORME TRABAJO PRÁCTICO Nº 1 Control de Calidad de Envases de Hojalata: Doble Cierre
I.
INTRODUCCIÓN
Según el Codex Alimentarius, un envase es cualquier recipiente que contiene alimentos para su entrega como un producto único, que los cubre total o parcialmente y que incluye los embalajes y envolturas (FAO, 1991). La función del envasado es proteger los alimentos elaborados, de la luz, la humedad y otros contaminantes ambientales (FAO, en línea). Particularmente, en la Industria de las Conservas se utilizan con mayor frecuencia envases de hojalata de 2 o 3 piezas, que pueden presentar una amplia variedad de formas y tamaños. La hojalata consiste en una lámina de acero dulce de baja carbonación, cuyas 2 capas se han recubierto electrolíticamente con una capa de estaño (Warne, 1989). Los envases de hojalata juegan un rol fundamental en la conservación de estos productos esterilizados, por lo mismo, se debe asegurar su hermeticidad, la cual pude conseguirse por medio de varios métodos, sin embargo, a nivel industrial, se utilizan principalmente dos métodos: La soldadura entre el cuerpo y la tapa y la formación del doble cierre, siendo este último el más utilizado (Durán, Morell y Flores, 1964). El doble cierre es la parte del envase formada por la unión de los extremos del cuerpo y la tapa enganchados de forma que dan lugar a una estructura fuerte, compacta y hermética. Esta estructura consta de 3 espesores de la chapa del fondo o tapa y 2 de la hojalata del cuerpo, dispuestos de manera paralela (Durán, Morell y Flores, 1964). El uso de selladoras semiautomáticas y automáticas y la conveniencia de enfriar los envases con agua posterior a la esterilización, exigen un control perfecto de los cierres con el fin de prevenir alteraciones en el producto acabado, que pueden originarse por la presencia de defectos en el doble cierre (Durán, Morell y Flores, 1964).
II.
OBJETIVOS
Objetivos Generales
Familiarizar al estudiante con los controles necesarios para verificar la calidad en envases de hojalata.
Aceptar o rechazar un lote de 2.000 unidades de envases de hojalata de espárragos en conserva, según la NCh 690.
Objetivos Específicos
Aplicar controles al doble cierre en envases de hojalata, llevando a cabo una inspección externa según la NCh 749 E 70 y la NCh 2701 0f 2002 y una inspección interna según la NCh 2701 Of 2002.
III.
MATERIALES Y METODOLOGÍA Materiales y Equipos
Para llevar a cabo el trabajo práctico, se utilizaron los siguientes materiales y equipos:
Envase de hojalata cilíndrico
Guantes anticorte
Gafas protectoras
Audífonos protectores
Cofia
Selladora Dixie Automatic Can Sealer, Dixie Canner Co.
Athens, Ga USA
Marcador de tinta indeleble
Regla
Micrómetro
Pie de metro
Tenazas
Tijeras para metal
Abridor sanitario
Sierra eléctrica Marca WACO, 4525 West Division Stree
Lima
Proyector de cierre Marca WACO, Wilkens-Anderson Company
Balanza
Metodología
1. Formación del doble cierre Utilizando una selladora semiautomática, se procedió a formar el doble cierre, para esto, el envase cilíndrico y su tapa se dispusieron sobre el plato base,
posteriormente, se ajustó el equipo y se procedió a girar la manivela 20 veces en el sentido de giro de las agujas del reloj. Finalmente, se abrió el seguro y se retiró el envase sellado. 2. Inspección externa, según las NCh 749 E 70 y NCh 2701 Of2002: Para comenzar la inspección externa, se observaron los posibles defectos visibles en el doble cierre, especificados en la norma chilena 749 E 70 (picos o labios, cierres falsos, pestaña o cierre partido, borde laminado, piquete abierto o débil). Posteriormente, se tomaron los envases de hojalata y se les realizaron 3 marcas con tinta indeleble, una frente a la costura lateral, una a la izquierda de la costura lateral y una a la derecha (a 20 mm de ésta), para llevar a cabo la medición de las dimensiones externas del doble cierre, específicamente, altura, espesor y profundidad. La altura y el espesor del cierre se midieron utilizando un micrómetro y la profundidad del cierre se midió utilizando un profundímetro, según las especificaciones dispuestas en la NCh 2701. 3. Capacidad, según la NCh 748 Of70: Para llevar a cabo la medición de la capacidad del envase, 1 de los estudiantes del Grupo 1 del trabajo práctico, perforó la tapa del envase y registró el pesó del envase vacío. Posteriormente, llenó el envase con agua a 20 ºC utilizando los orificios de la tapa y registró el peso del envase lleno. 4. Inspección interna, según la NCh 2701 Of2002: Para tomar las mediciones internas del doble cierre, fue necesario abrir éste de modo que quedaran al descubierto el gancho de la tapa y el del cuerpo, para esto, se aplicaron el método del desgarro y el del proyector de cierre. Primero, se procedió a aplicar el método del proyector de cierre, para esto se cortó con la sierra eléctrica el doble cierre en los 3 puntos marcados con tinta indeleble, luego se sacaron las secciones cortadas y se llevaron al proyector de cierres y se midieron dos parámetros: El porcentaje de traslape y el porcentaje de penetración del gancho del cuerpo. Posteriormente, al envase se le realizó el método del
desgarro, para el cual se perforó el centro de la tapa con un abridor sanitario y se cortó y eliminó el círculo central (a 6 mm del doble cierre), posteriormente con una tijera se cortó hasta el doble cierre y se utilizó una tenaza para separar el gancho de la tapa del gancho del cuerpo. Finalmente, se evaluó el porcentaje de arrugas del gancho de la tapa y se registró la longitud del gancho de la tapa y del gancho del cuerpo. 5. Aceptación o rechazo del lote, según la NCh 690: Para tomar la decisión de aceptación o rechazo del lote, se supuso que el envase analizado formaba parte de un lote de 2000 unidades de envases contenedores de espárragos en conserva, con peso neto menor o igual a 1 kg. Bajo este supuesto y aplicando el criterio dispuesto en la NCh 690, se procedió a decidir si el lote era aceptado o rechazado.
IV.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
1. Inspección Externa: Como se mencionó en la metodología, inicialmente se analizaron los posibles defectos del doble cierre, utilizando la NCh 749 E 70. Por inspección visual fue posible comprobar que el envase no presentaba picos o labios, cierre falso, pestaña o cierre partido, borde laminado ni piquetes abiertos o débiles. Los resultados registrados de las mediciones externas y los límites que establece la NCh 749, se exponen en la Tabla 1. Tabla 1: Medidas externas del doble cierre, en mm. Parámetro
Punto 1 Punto 2 Punto 3 Límites NCh
Altura (mm)
2,90
2,90
2,85
2,80 – 3,00
Espesor (mm)
1,50
1,60
1,60
1,30 – 1,60
Profundidad (mm)
3,80
3,50
3,50
2,90 – 3,40
* Punto 1: Ubicado 20 mm a la izquierda de la costura lateral * Punto 2: Ubicado delante de la costura lateral * Punto 3: Ubicado 20 mm a la derecha de la costura lateral
Como se puede observar en la Tabla 1, la altura y el espesor están dentro del rango especificado en los 3 puntos medidos del doble cierre, sin embargo, es posible observar que la profundidad del doble cierre, está fuera de los límites establecidos por la NCh 749 en los 3 puntos medidos. 2. Capacidad: En cuanto a la medición de capacidad del envase de hojalata, se realizó de acuerdo al procedimiento señalado por la Norma Chilena NCh 748 EOf70 y los cálculos realizados para su determinación se detallan en el Anexo 1. El resultado de este cálculo fue 584,6 ml. 3. Inspección Interna:
Al realizar la inspección interna del doble cierre, se aplicó el método del desgarro para medir la longitud de los ganchos (cuerpo y tapa), el espesor de la hojalata (cuerpo y tapa) y el porcentaje de arrugas, expresado como % de planchado (según lo determinado por la FDA). Cabe mencionar que el método del desgarro se llevó a cabo sólo en una de las secciones del envase de hojalata, por lo mismo, se registró en triplicado pero no en los 3 puntos marcados con tinta indeleble. Los resultados registrados de las mediciones internas, se exponen en la Tabla 2. Tabla 2: Medidas internas del doble cierre, en mm. Parámetro Longitud Gancho del Cuerpo (mm) Longitud Gancho de la Tapa (mm) Espesor del Cuerpo (mm) Espesor de la Tapa (mm) Arrugas Gancho de la Tapa (% Planchado)
1,40
1,45
1,45
1,70
1,75
1,60
0,28
0,28
0,28
0,30
0,30
0,30
60 %
Con los datos presentados en la Tabla 1 y en la Tabla 2, se calculó la longitud del traslape y el porcentaje de apriete, para compararlos con lo que establece la NCh 2701 Of 2002, además, se expuso el porcentaje de traslape y el porcentaje de penetración del gancho del cuerpo, los cuales fueron medidos directamente con el proyector de cierres. Los resultados de estas mediciones, junto al valor mínimo de ellas exigido por la Norma para envases de tipo cilíndrico (formato de envase utilizado en el trabajo práctico) se presentan en la Tabla 3, mientras que el detalle de los cálculos realizados se muestran en el Anexo 2.
Tabla 3: Parámetros medidos de forma experimental y Requisitos de la NCh 2701 Of2002 envases cilíndricos. Mediciones
Punto 1
Punto 2 Punto 3 Límite mínimo
Longitud de Traslape (LT: mm)
0,53
0,63
0,53
1
Porcentaje de Apriete (A%)
97,3
91,3
91,3
80
Porcentaje de Traslape (T%)
30,0
40,0
30,0
45
40,0
50,0
50,0
70
Porcentaje Penetración Gancho del Cuerpo (PGC%) Porcentaje Arrugas (expresado como planchado P%)
60,0
75
Como se puede observar en la Tabla 3, los valores de longitud de traslape determinados en los 3 puntos de medición son menores al valor mínimo exigido por la Norma Chilena, probablemente, esto se deba a problemas con el funcionamiento rodillo de primera operación de la selladora, específicamente, una presión insuficiente en él o a una irregularidad en la pestaña del cuerpo del envase, específicamente que ésta haya sido corta o doblada, lo que se traduce en un solapado bajo (Durán, Morell y Flores, 1964). El porcentaje de traslape de los tres puntos analizados también estuvo bajo el valor mínimo exigido por la Norma Chilena. Esto, al igual que para la longitud de traslape, probablemente se deba a problemas de presión y ajuste en el rodillo de primera operación o a irregularidades en la pestaña del cuerpo. Cabe mencionar que existen otros factores que influyen en la obtención de un porcentaje de traslape bajo, como la presencia de ángulos agudos o puntas en el exterior del envase de hojalata, sin embargo estas características no fueron encontradas en la inspección externa realizada al doble cierre. El porcentaje de apriete calculado a partir de los datos experimentales, en los 3 puntos medidos, presentó un valor por sobre el mínimo establecido en la Norma, lo que indica un funcionamiento correcto del rodillo de segunda operación (Durán, Morell y Flores, 1964). El porcentaje de penetración del gancho del cuerpo en el
doble cierre fue menor al valor mínimo exigido por la Norma Chilena. Probablemente esto se origina debido a una presión insuficiente en el rodillo de primera operación de la selladora, lo que se tradujo en un solapado bajo. Se puede observar, que el porcentaje de arrugas expresado como porcentaje de planchado, tampoco cumplió con lo exigido en la Norma Chilena. Las ondulaciones o arrugas son uno de los defectos más frecuentes en los cierres y la causa principal de la formación de poros y salidas. Probablemente esto se deba a un espesor o anchura excesiva del doble cierre (Durán, Morell y Flores, 1964). En la Tabla 4, se exponen los datos de porcentaje de traslape y porcentaje de penetración del gancho del cuerpo, calculados a partir de los datos experimentales, con el fin de compararlos con los datos medidos en el proyector de cierres (detalle de cálculo en Anexo 3): Tabla 4: Porcentaje de Traslape y Porcentaje de Penetración del Gancho del Cuerpo, medidos en el proyector de cierre y calculados teóricamente. Porcentaje Traslape
Porcentaje Penetración Gancho
(T%)
del Cuerpo (PGC%)
Fórmula
Proyector
Fórmula
Proyector
Punto 1
27,4
30,0
56,5
40,0
Punto 2
36,1
40,0
60,7
50,0
Punto 3
23,2
30,0
60,7
50,0
A partir de la Tabla 4, se puede observar que los valores son ligeramente parecidos por ambos métodos, sin embargo, para el porcentaje de penetración del gancho del cuerpo, con el proyector fueron bastante subestimados, posiblemente debido a que el doble cierre no estaba perfectamente conformado y fue difícil observarlo bien con el proyector y llevar a cabo las mediciones de forma objetiva. Aún así, por ambos métodos, los valores obtenidos están fuera de especificación según los parámetros establecidos por la Norma.
Cabe mencionar, que para llevar a cabo un control de calidad de envases de hojalata a nivel industrial, basta con aplicar el método del desgarro o el método del proyector de cierre, pues a partir de ambos se pueden extraer los mismos datos. 4. Aceptación o Rechazo del Lote: Finalmente, a raíz de todos los parámetros comparados con la Norma Chilena 2701 y de lo que establece la Norma Chilena 690, el supuesto lote de 2000 unidades de envases de espárragos en conserva, queda rechazado, pues se tomó 1 muestra y ésta no cumple con las especificaciones (Anexo 4).
V.
CONCLUSIONES
1. Se logró familiarizar a los estudiantes con la normativa de los controles de calidad realizados al doble cierre en los envases de hojalata. 2. Se logró llevar a cabo los controles de calidad a realizar en el doble cierre, aplicando el método del desgarro, el método del proyector de cierres, la capacidad del envase y la inspección externa de defectos y dimensiones. 3. Se rechazó el lote de envases analizados, debido a que éste no cumplía con los requisitos establecidos en las normativas chilenas. 4. Luego de realizar estos controles de calidad, se puede concluir que no basta con llevar a cabo las mediciones externas de un doble cierre, para evaluar si está en buenas condiciones o no, pues como se pudo ver en esta ocasión, pese a que la altitud y el espesor del doble cierre estaban dentro de especificación, no se cumplieron los requisitos de traslape, penetración del gancho del cuerpo, ni porcentaje de arrugas, parámetros determinantes al momento de determinar la hermeticidad de un envase de hojalata.
VI.
BIBLIOGRAFÍA
DURÁN, D., Morell, J. y Flores, J. El cierre doble. A.T.A. 4(2): 135 – 138. 1964. DURÁN, D., Morell, J. y Flores, J. Principales defectos del cierre doble y sus causas. A.T.A. 4(3): 263 – 266. 1964. FAO. Envasado y Etiquetado. [En línea] [Consulta: 06 de Septiembre de 2014] FAO. Norma General del Codex para el Etiquetado de los Alimentos Preenvasados. 1991. [En línea] [Consulta: 06 de Septiembre de 2014] INN – Instituto
Nacional
de
Normalización.
Norma
Chilena
Oficial
NCh2701.Of2002. Envases metálicos para conservas – Cierre doble – Requisitos y métodos de ensayo. INN – Instituto Nacional de Normalización. Norma Chilena Oficial NCh 749 Eof 70. Envases metálicos – Cierres – Especificaciones. WARNE, D. Manual sobre el envasado de pescado en conserva. Australia. 1989.
VII.
ANEXOS Anexo 1: Cálculo de la Capacidad del Envase
Donde: C = Capacidad del envase en ml 1,0028 = Factor de corrección de la densidad del agua para 100 ml m1 = Peso del envase vacío y su tapa = 81 g m2 = Peso del envase lleno de agua = 664 g Remplazando en la formula anterior se obtiene:
Anexo 2: Ejemplo de cálculo de la longitud del traslape y el porcentaje de apriete, a partir de los datos experimentales
Longitud de Traslape (LT)
Donde: LT: Longitud teórica de traslape (mm) GT: Longitud del gancho de la tapa (mm) GC: Longitud del gancho del cuerpo (mm) et: Espesor real de hojalata de la tapa o fondo (mm) C: Altura del cierre en mm Tabla 5: Longitud de traslape en los 3 puntos de medición Punto 1 Punto 2 Longitud del gancho de la tapa (GT) (mm) 1,70 1,75 Longitud del gancho del cuerpo (GC) (mm) 1,40 1,45 Espesor hojalata de la tapa (et) (mm) 0,30 0,30 Altura del cierre (C) (mm) 2,90 2,90 Longitud de traslape (LT) (mm) 0,53 0,63 Ejemplo de cálculo en el punto 1
Porcentaje de Apriete (A%)
Donde: et: Espesor de la hojalata de la tapa, en mm ec: Espesor de la hojalata del cuerpo, en mm EC: Espesor del cierre, en mm
Punto 3 1,60 1,45 0,30 2,85 0,53
Tabla 6: Porcentaje de apriete en los 3 puntos de medición Punto 1 Punto 2 Espesor hojalata de la tapa (et) (mm) 0,30 0,30 Espesor hojalata de la cuerpo (ec) (mm) 0,28 0,28 Espesor del cierre (EC) (mm) 1,50 1,60 Porcentaje de Apriete (A%) 97,3 91,3
Punto 3 0,30 0,28 1,60 91,3
Ejemplo de cálculo en el punto 1
Anexo 3: Ejemplo de cálculo del porcentaje de traslape y el porcentaje de penetración del gancho del cuerpo, a partir de los datos experimentales
Porcentaje de traslape
Donde: GT: Longitud del gancho de la tapa, en mm GC: Longitud del gancho del cuerpo, en mm C: Altura del cierre, en mm et: Espesor real de hojalata de la tapa o fondo, en mm ec: Espesor de la hojalata del cuerpo, en mm Tabla 7: Porcentaje de traslape en los 3 puntos de medición Punto 1 Punto 2 Longitud del gancho de la tapa (GT) (mm) 1,70 1,75 Longitud del gancho del cuerpo (GC) (mm) 1,40 1,45 Espesor hojalata de la tapa (et) (mm) 0,30 0,30 Espesor hojalata de la cuerpo (ec) (mm) 0,28 0,28 Altura del cierre (C) (mm) 2,90 2,90 Porcentaje de Traslape (T%) 27,4 36,1 Ejemplo de cálculo en el punto 1
Penetración del gancho del cuerpo en el cierre
Donde: GC: Longitud del gancho del cuerpo, en mm
Punto 3 1,60 1,45 0,30 0,28 2,85 28,2
C: Altura del cierre, en mm et: Espesor real de hojalata de la tapa o fondo, en mm ec: Espesor de la hojalata del cuerpo, en mm Tabla 8: Penetración del gancho del cuerpo en el cierre en los 3 puntos de medición Punto 1 Punto 2 Punto 3 Longitud del gancho del cuerpo (GC) (mm) 1,40 1,45 1,45 Espesor hojalata de la tapa (et) (mm) 0,30 0,30 0,30 Espesor hojalata de la cuerpo (ec) (mm) 0,28 0,28 0,28 Altura del cierre (C) (mm) 2,90 2,90 2,85 Penetración del gancho del cuerpo (PGC%) 56,5 60,7 60,7 Ejemplo de cálculo en el punto 1
Anexo 4: Criterios de Aceptación o Rechazo de Lotes, según NCh 690.
