Método para Selección de Material de las Latas para Bebidas

Método para Selección de Material de las Latas para Bebidas

Sinopsis- Este trabajo desarrolla en la iniciativa de la selección del material para un diseño de una lata para bebida. Las latas se producían con material de hojalata, pero, debido a su alta densidad, el costo de producción y su reciclaje, estas fueron mejorando al paso de los años. Se puede observar en el trabajo, las propiedades y características que tiene que tener una lata, entre estas: resistencia a la corrosión, baja densidad, tiene que ser maleable, tener cierta dureza, al igual que conductividad térmica, y no debe ser translucido debido al contenido que pueda existir, en este caso como, refrescos, cerveza, agua mineralizada, entre otros. Es muy importante tener cuidado en esto debido que el producto se enfoca en el uso de alimentos envasados el cual con lleva ciertas normas. En base a la parte anterior, se propusieron ciertos materiales que cumplen con estas características. Después se analizó por medio de un cálculo estadístico sencillo, los materiales más aptos para llevar a cabo esta trabajo, en el cual, nos dimos cuenta que dos eran los más altos en porcentaje de selección. Y para determinar al más conveniente, realizamos un pequeño análisis costo-producción. El análisis condujo a una aleación de aluminio de la serie 3xxx como el más apropiado material para las latas de bebidas.

Palabras Claves: Selección de Material, Costo-Producción, Método Estadístico, Latas de Bebidas

1. INTRODUCCION

La industria alimenticia siempre se ha preocupado por dar al cliente, los productos de mejor calidad, para esto, es necesario que los alimentos y bebidas permanezcan en buen estado para el buen consumo sin riesgos, por ello, los envases y latas son de suma importancia para esta rama de la industria. Para reducir el tiempo en el que se pierden los alimentos, se creó el proceso de enlatado, las latas con su hermeticidad ayudan a que los alimentos se conserven y puedan almacenarse más tiempo, además de reducir el tiempo en el que se pierde la bebida o alimento, facilita su traslado hacia lugares muy lejos de donde se produce el contenido.

La selección de materiales es un importante tema, ya que con esto se busca hacer más óptima la fabricación, aumentando algunas propiedades bajas y reduciendo costos. Al proponer distintos tipos de materiales y/o aleaciones, es necesario hacer una comparación entre estos, y de los materiales candidatos con el producto actual para así saber que necesidades se tienen y que características ocupa el producto para su correcto funcionamiento.

Entre las propiedades necesarias, se habla sobre la resistencia a la corrosión, esta busca evitar que el producto que estará dentro de la lata, pueda contaminarse al reaccionar químicamente con el envase, la toxicidad, que ayuda a prevenir si la lata pueda ser dañina para el consumidor, la maleabilidad, para el fácil manejo en el proceso de producción de la lata, la conductividad térmica, para la correcta conservación y refrigeración del producto interno, y otras más.

Con la selección de materiales además de recudir costos en el proceso y mejorar características del envase, también se busca proporcionar una mejor calidad al cliente, asegurando que el producto cumplirá con las normas de higiene y seguridad para la salud.

El orden de esta investigación, data de una serie de pasos que llevan a la selección del mejor material para esta causa. En los pasos a seguir, podremos observar los requerimientos generales del envase, las propiedades de los materiales candidatos que se pondrán a comparación, la selección de un material con forme a un proceso lógico y analítico y por último la selección del material o aleación con mayor potencial para el fin requerido.

1. ETAPAS PARA SELECCIÓN DE MATERIAL

Para llevar a cabo una adecuada selección de materiales, debemos conocer por completo las propiedades y características necesarias del material, ya que, con esto podremos optar por el mejor. El proceso para seleccionar nunca es fácil, debido a los diferentes tipos de métodos que se nos proporcionan, es una infinidad de posibles soluciones al mismo problema; ahí es donde empieza el ingenio para encontrar el conjunto de propiedades que necesita el material.  En sí, se puede empezar en lo más básico, que son las características físicas, químicas y mecánicas que necesita cumplir el material debido al trabajo que este estará realizando. Así, pasa a la parte de buscar un material que cumpla con las especificaciones necesarias, y luego seleccionar los posibles candidatos. Al obtener los materiales más aptos, se analiza el costo-producción. Con este análisis podremos concretar el material más eficiente para llevar acabo la selección del material más óptimo.

Pasos a seguir:

1. Propiedades y características necesarias del material.
2. Búsqueda del material apto.
3. Selección del material utilizando método estadístico.
4. Selección del material más óptimo.

1. PROPIEDADES Y CARACTERÍSTICAS NECESARIAS DEL MATERIAL

Las latas de bebidas tienen muy poco en el mercado, se dice que la primera nos ronda en el año de 1935, aunque las latas ya tenían otros usos como en el envasado de alimentos. Un problema muy grande fue que las primeras latas fueron selladas con soldadura de plomo, este es un material de alta toxicidad, y esto fue un problema que se presentó al envasar alimentos, ya que el material necesita ciertas propiedades contra la corrosión y no tiene que ser toxico, debido al uso que conlleva. El material de la lata tiene que ser poco denso, debido al peso de la sustancia que se va utilizar dentro de este y para facilitar el transporte; al igual que se hace un forma de lámina  con espesores de 0.1mm o menores a este, se puede decir que tiene cierta ligereza. Al igual, una lata es necesario que sea hermética, esto quiere decir, que se protegen del aire, oxígeno y bacterias que puedan contaminar el contenido; tener cierta protección del contenido, no debe ser translucida y tiene que tener  estanqueidad, que a esto, se le   denomina junta mecánica, que sirve para sellar bien la unión de las caras que lo conforman y así se evita que no exista alguna fuga del contenido. Una lata tiene que tener buena conductividad térmica, y poder enfriarse con cierta rapidez; también se necesita cierta resistencia a la rotura y dureza por el manejo de esta. Algo muy importante es que el material tiene que tener una química estable con el exterior y con el contenido que tenga; al igual se busca que el material sea fácil de procesar y debe ser reciclable, esto es debido a la alta producción y consumo que se tiene, en México solamente se consumen 20 millones de latas diariamente. Se puede observar, que además de las propiedades ordinarias para hacer una buena selección del material, se toma en cuenta la cuestión ecológica. Es normal que una característica sea el costo de producción, ya que como se puede observar en un día se consumen una cantidad alta de latas; este consumo es posible a la rápida manufactura  y el bajo costo de ella.

1. BÚSQUEDA DEL MATERIAL APTO

El material tradicional para las latas es la hojalata (acero). Pero, algunas características de la hojalata  como los costos de producción nos llevan a utilizar otros tipos de materiales. Entre los propuestos se observan: La alúmina, polímeros, vidrios y hojalata como habíamos mencionado.

Hojalata (Acero): La hojalata normalmente es 99% o más acero, el porcentaje restante se toma en cuenta el estaño. Es importante saber que para que un material se le denomine acero su porcentaje de carbón tiene que ser menor al 2.14% de su composición química debido a que si es mayor se le denomina fundición. En el porcentaje mínimo de estaño que contiene la hojalata tiene que ser de un 99.8% del restante que ocupa el acero, es decir, del 1% que puede ocupar, el 99.8% debe ser estaño puro. La hojalata nos ofrece hermeticidad, resistencia mecánica y a los agentes externos, tiene una relativa baja densidad, no es translucida, tiene buena estética, al igual que es químicamente estable. El carácter magnético de la hojalata facilita más su reciclaje y su reutilización.

Aluminio (Alúmina): Como metal, el aluminio se extrae únicamente del mineral conocido como bauxita, después este se transforma en un polvo blanco llamado Alúmina, mediante un proceso llamado Bayer, y después se obtiene el aluminio metálico, mediante la electrolisis. Para la fabricación de latas se utiliza láminas de aluminio con espesores muy delgados de 0.1mm o menores a este. Tiene características útiles como, la gran capacidad para tener aleaciones, que lo hace más útil y resistente. Es muy maleable y tiene una fuerte resistencia a la corrosión. Al igual a tener una densidad más baja que el acero, una buena estética y su reciclaje es más alto que el acero. Y algo muy importante es su costo de fabricación que tiende a ser relativamente bajo.

Polímeros: Como sabemos los polímeros son materiales con una clasificación enorme, pero los usos de estos han mejorado bastante en cuestión de envasados. En la fabricación  se utilizan hidrocarburos que salen de la refinación del petróleo. Son muy ligeros, tienen resistencia al desgaste, no son corrosivos, tiene muy buena resistencia a la rotura, y es muy dúctil. Al igual, es un material rígido, es químicamente estable, es translucido, puede reciclarse, conducir bien el calor, y algunos polímeros son aprobados para uso en productos que pueden estar en contacto con productos alimentarios.

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