Migliorare la sostenibilità della scatola mediante la riduzione del peso di stagno e l impiego di saldatura senza riprotezione

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1 Migliorare la sostenibilità della scatola mediante la riduzione del peso di stagno e l impiego di saldatura senza riprotezione Angela Montanari Stazione Sperimentale per l Industria delle Conserve Alimentari GIORNATA DI STUDIO IMBALLAGGI IN ACCIAIO E MATERIA PRIMA: AMBIENTE E SICUREZZA Rimini, 3 novembre Eco-sostenibilità è un obiettivo dinamico che si sposta in avanti ogni volta che progredisce il know-how tecnologico e scientifico e aumenta la consapevolezza dei cittadini e dei soggetti interessati 2 1

2 Quali strategie adottare per migliorare la ecosostenibilità di un contenitore metallico? Ridurre gli spessori Ridurre il peso di stagno Non utilizzare la riprotezione della saldatura interna Sostenibilità etica Sostenibilità economica 3 Ridurre lo spessore di stagno Scatole internamente grezze, capacità 0,5 e 3 kg 11,2 8,4 Scatole internamente verniciate, capacità 0,5 e 3 kg 8,4 2,8 5,6 2,8 2,8 1,4 pomodoro legumi tonno Strumenti di verifica: prove di confezionamento 4 2

3 Scatole 3 kg grezze passata di pomodoro: da 11,2 a 8,4 g/m 2 Influenza del peso di stagno sulla corrosione dello stagno T=20 C e 37 C Nessuna significativa differenza tra le scatole a peso ridotto (B) e standard A) Dissolution of tin at T=37 C Tin (mg/kg) Dissolution of tin at T=20 C Time (months) Can A Can B Poli. (Can A) Poli. (Can B) Tin (mg/kg) Time (months) Can A Can B Poli. (Can A) Poli. (Can B) Concentrazione dello stagno inferiore al limite di legge Reg. CE/242/2004 (stagno nel prodotto è sempre < 200 mg/kg) 5 Scatole 0,5 kg grezze polpa di pomodoro; da 11,2 a 8,4 g/m 2 Influenza del peso di stagno sulla corrosione dello stagno due tipi di acciaio base I e F; due pesi di stagno (E3 e E4): Concentrazione dello stagno e del ferro inferiori al limite di legge Reg. CE/242/2004 (stagno nel prodotto è sempre <200mg/Kg); DM 18 febbraio 1984 (ferro nel prodotto <50mg/kg) 6 3

4 Scatole 3 kg verniciate passata di pomodoro; da 8,4 (C) a 2,8 (D) g/m 2 Influenza del peso di stagno sulla corrosione del ferro Nessun punto di corrosion, blister o distacco della vernice Can C Can D 20 Dissolution of iron at 20 C and 37 C Iron (mg/kg) Time (months) Can C 20 Can D 20 Can C 37 Can D 37 7 Scatole 0,5 kg verniciate polpa di pomodoro; da 5,6 (S) a 2,8 (N)g/m 2 Percentuale scatole gonfie (%) Code Temperature ( C) Time = 28 months Time = 36 months SLB NLB SB NB SLB NLB SB NB Percentuale scatole gonfie (%) Code Temperatur e ( C) Time = 28 months Time = 36 months SLE NLE SE NE SLE NLE SE NE Influenza del peso di stagno sulla corrosione del ferro Inizio stagione fino a 28 mesi nessuna scatola gonfia a 20 C Nitrati (mg/kg) SB NB SE NE Fine stagione fino a 15 mesi nessuna scatola gonfia a 20 C 4

5 Scatole 180 g verniciate tonno all olio: da 2,8 a 1,4 g/m 2 Influenza del peso di stagno sulla corrosione del ferro t=1 mese t=2 mesi t=4 mesi t=6 mesi Campione Sn Fe Sn Fe Sn Fe Sn Fe (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) E2,8 A <5,0 5,10 <5,0 3,88 <5,0 5,60 <5,0 6,73 <5,0 4,00 <5,0 4,62 <5,0 6,41 <5,0 7,27 E2,8 B <5,0 1,91 <5,0 5,83 <5,0 5,42 <5,0 10,11 <5,0 1,80 <5,0 4,10 <5,0 6,15 <5,0 7,29 E2,8 C <5,0 - <5,0 3,75 <5,0 6,12 <5,0 6,49 <5,0 3,74 <5,0 3,60 <5,0 5,29 <5,0 6,89 E1,4 A 12,5 3,84 <5,0 4,44 <5,0 8,20 <5,0 5,73 5,5 3,46 <5,0 7,84 <5,0 7,70 <5,0 5,54 E1,4 B <5,0 3,69 <5,0 3,72 <5,0 5,67 <5,0 5,57 <5,0 4,61 <5,0 2,18 <5,0 5,54 <5,0 5,49 E1,4 C <5,0 4,25 <5,0 3,10 <5,0 6,04 <5,0 4,94 <5,0 4,13 <5,0 3,27 <5,0 6,24 <5,0 3,78 Le prove di confezionamento dopo 6 mesi a 37 C non hanno evidenziato differenze importanti tra le scatole S e R sia nella cessione di ferro sia nella morfologia di attacco. CAMPIONE t=1 mese t=2 mesi t=4 mesi t=6 mesi E2,8 A E2,8 B E2,8 C E1,4 A E1,4 B E1,4 C : nessuna corrosione; 5 corrosione intensa 91 I risultati ottenuti sulla riduzione del peso di stagno consentono le seguenti considerazioni: Scatole grezze: nessuna riduzione di vita commerciale Scatole verniciate per prodotti acidi 0,5 kg: nessuna riduzione di vita commerciale in funzione del tipo di acciaio base, L o MR 3 Kg: nessuna riduzione di vita commerciale Scatole verniciate per prodotti non aggressivi: nessuna riduzione di vita commerciale 5

6 Eliminare il side-stripe Scatole internamente grezze, capacità 0,5 e 3 kg pomodoro frutta Area del corpo scatola 0,5 kg: 260 cm 2 area saldatura: 1 cm 2 AUMENTO AREA CATODICA AUMENTO CORROSIONE STAGNO? Strumenti di verifica: Prove elettrochimiche Prove confezionamento 11 Assenza side-stripe: influenza sulla corrosione dello stagno e del ferro: prove elettrochimiche i valori di Icorr (velocità corrosione) dello stagno del corpo scatola determinati con celle «cortocircuitate» sono dello stesso ordine di grandezza di quelli ottenuti per le celle «non cortocircuitate» Campioni Icorr ZONA Corpo scatola (µa/cm 2 ) Campioni non cortocircuitati Campioni cortocircuitati I 0,33 4,09 A 1,59 3,93 I 3,19 3,91 A 1,58 3,69 I 3,43 4,58 A 3,98 3,56 I 4,21 4,93 A 3,17 3,47 Le scatole grezze destinate al confezionamento di prodotti a media/bassa acidità possono essere realizzate senza l impiego della riprotezione interna della saldatura elettrica 6

7 Assenza side-stripe: influenza sulla corrosione : prove confezionamento scatole 3kg Nessuna dissoluzione del ferro in passata di pomodoro durante il magazinaggio a 20 C e a 37 C Peso vernice side stripe: 220 mg Time (months) Fe (mg/kg) at 20 C A B Nessuna differenza significativa tra le scatole con e senza side-stripe La concentrazione del ferro nel tempo è costante e corrisponde al contenuto naturale 13 Esame visivo della superfice interna delle scatole alla fine del test La corrosione è leggera e uniforme L intensità della corrosion non è influenzata dalla mancanza del side-stripe, come la morfologia superficiale 14 7

8 PRINCIPALI RISULTATI La riduzione del peso di stagno per le scatole grezze non influenza la shelflife, che si mantiene a livelli standard anche a basse coperture RIDUZIONE DEL PESO DI STAGNO Sostenibilità ambientale e economica Riducendo il peso di stagno e controllando il tipo di acciaio la corrosione al ferro delle scatole verniciate non è accelerata La mancanza del side-stripe non influenza la vita commerciale che è a livelli standard Side-stripe La corrosione non è accelerata 15 I risultati LCA indicano che la riduzione di STAGNO ha un grande impatto sul consumo di risorse: riducendo il coating di 2,8 g/m 2 si ottiene una riduzione di impatto del 19% riducendo il coating da 11.2 a 2.8 g/m 2, la riduzione di impatto è del 61% 16 8

9 I risultati LCA mostrano che la mancanza di side-stripe influenza varie categorie di impatto, principalmente climate changes, fossil fuel and respiratory inorganic, mentre è minore l effetto sul consume di risorse, di circa l 1% 17 COME AUMENTARE LA SOSTENIBILITA Sulla base dei risultati LCA, si possono adottare due diverse strategie per aumentare le caratteristiche di sostenibilità delle scatole metalliche : 1-Riduzione delle quantità di materiali impiegati 2-Riduzione del consumo di energia durante la produzione Variabili studiate: a) Bande stagnate con minore peso di stagno, fino al 65% b) Scatole senza side-stripe, con un risparmio di vernice di 220 mg per scatola a) Risparmio di energia nel processo di applicazione e cottura della vernice b) Minore emissione di solventi 18 9

10 VANTAGGI ECONOMICI Riduzione del costo dello stagno Risparmio del costo della vernice Riduzione dei costi legati all utilizzo di forni Eliminazione dei costi legati al controllo qualità Razionalizzazione dei magazzini Grazie per l attenzione 10

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