GM444 GIDA AMBALAJLAMA İLKELERİ MERSİN ÜNİVERSİTESİ GIDA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 2013 YRD.DOÇ.DR. SALİH AKSAY
CAM AMBALAJ
Cam, sert , erime noktası ve kristal yapısı olmayan aşırı soğumuş bir sıvıdır. Erime noktası yerine yumuşama noktası vardır. Cam ısıtıldığı zaman yüksek derecede akıcılık kazanan, akıtıldıkça ve soğudukça katılaşan, en sonunda da durgunlaşan inorganik bir sistemdir. Cam, silis kumunun çeşitli katkı maddeleri ile birlikte yüksek sıcaklıklarda eritilerek şekillendirilmesinden meydana gelir. Cam aşırı soğutulmuş alkali ve toprak alkali metal oksitleriyle,diğer bazı metal oksitlerin çözülmesinden oluşan bir sıvı olup ana maddesi (SİO2) silistir.
CAMIN OLUMLU ÖZELLİKLERİ
İnert bir maddedir, gıda ile herhangi bir tepkimeye girmez ve korozyona uğramaz.
Tümüyle dönüşümlü bir maddedir. Tekrar tekrar kullanılabilir.
Gaz, su buharı, koku, aroma ve sıvı geçirgenliği yoktur, dışarıdan bulaşma olmaz ve ürün özellikleri kaybolmaz.
İçini gösterdiği için, gıda maddesinde oluşan herhangi bir bozulma veya kalite kaybı kolaylıkla görülebilir.
CAMIN OLUMLU ÖZELLİKLERİ
Dayanıklı, kimyasal maddelere karşı dirençlidir.
Renkli olduğunda (yeşil veya bal rengi) ürünü ışık etkisinden korur.
Üretimden hemen sonra sterilize edilebilir.
İç basınca dayanıklıdır.
Biçim değiştirmez.
CAMIN OLUMSUZ ÖZELLİKLERİ
Darbe, ısıl şok ve aşırı iç basınç gibi etkilerle kolaylıkla kırılır. Camın çabuk kırılması üretim, taşıma, depolama ve satışta sorunlar oluşturmaktadır.
Ağır oluşu taşımada sorunlar yaratabilir.
Kavanozların sterilizasyonunda, (birçok kapak tipi oluşmuş aşırı iç basıncı yenemediklerinden) kavanozlar kırılabilmektedir.
Işık geçirdiğinden içerdiği gıdanın renginin bozulmasına neden olur.
TÜRK GIDA KODEKSİ YÖNETMELİĞİNE GÖRE CAM AMBALAJ MATERYALLERİNİN KULLANIMI İLE İLGİLİ KURALLAR :
a) Cam ambalajlarının tipleri, büyüklükleri ve biçimleri çok çeşitli olmakla birlikte gıda maddeleri için kullanılanlar beş grup altında toplanabilir: Bira, meşrubat ve maden suyu şişeleri Kavanozlar, süt, meyve suyu ve ketçap şişeleri Su şişeleri Alkollü içki ve şarap şişeleri Sürahi, damacana gibi şişeler
b) Çeşitli cam ambalajlar için olması gereken en az iç basınç değerleri: Cam Ambalajın Sınıfı Bira şişeleri
Meşrubat şişeleri
Maden suyu,meyve suyu şişeleri
İç basınç dayanımı (kg/cm2) Geri dönüşlü
12
Geri dönüşsüz
10
Geri dönüşlü
16
Geri dönüşsüz
10
Geri dönüşlü
10
c) Cam ambalajın içindeki ürüne bağlı olarak meydana gelebilecek basınç dikkate alınarak ambalajın içinde bir kısım boşluk bırakılmalıdır. Çeşitli ürün grupları için bırakılması gereken tepe boşluğu miktarları :
Ürün
Tepe Boşluğu(%)
Su ve benzeri içecek Alkollü içecekler Uçucu organik sıvılar Vakumlu kapatılmış gıdalar Karbonatlı içecekler
3-5 3-8 10 veya daha fazla 6-12 4-7
d) Cam kapakların ani sıcaklık değişimine dayanım dereceleri en az 42ºC olmalıdır. e) Cam kapakların ağzına konulan madeni kapaklar ve mantar tıpaları bir kere kullanılmalıdır. f) Mantarların yapıştırılmasında, suda çözünmeyen ve toksik olmayan yapıştırıcılar kullanılmalıdır.
CAMIN YAPISI Atomik
yapısı düzensizdir.
Sert,
ergime noktası ve kristal yapısı olmayan aşırı soğumuş bir sıvıdır.
Isıtılınca
önce yumuşar, giderek akıcılığı artarak sıvı hale geçer, akışkanlık kazanır, soğuyunca katılaşıp sertleşerek saydam ve mat bir görünüm alır.
KULLANILAN HAMMADDELER KUM KALKER DOLOMİT SODA FELDSPAT
(Aluminyumsilikat
kompleksi) SODYUM
SÜLFAT
YARDIMCI MADDELER SİLİS;
Saf silis olan kuvars kullanılır. Bütün camlarda kullanılır. BOR OKSİT; Camın ısıya dayanıklılığını artırır. ALUMİNYUM OKSİT; Cama kimyasal dayanıklılık verir, ergime sıcaklığını düşürür. POTASYUM OKSİT; Camın akıcılığını azaltır, sertliğini artırır. KURŞUN OKSİTveya yerine BaO Camın ışığı kırma ve dağıtma özelliğini artırır.PbO veya Pb2O3 veya yerine BaO kullanılır. ÇİNKO OKSİT; Camın ısıya dayanıklılığını ve saydamlığını artırır. ARSENİK OKSİT; Cam içerisinde kalabilecek kabarcıkları giderir.
RENK VERİCİLER
Isı etkisi ile renkleri bozulmayanlar: Cam içine dağıldıklarında kendi renklerini verirler. Bunlar; kobalt oksit, uranyum oksit, nikel oksit, krom oksit
Isı etkisi ile renkleri bozulanlar: Cam içinde kolloidal dağıldıklarında renk veren oksitlerdir. Bunlar; selenyum oksit, bakır oksit, altın oksit.
CAM ATIKLAR
Yeniden geridönşümle gelen camlar ve ev eşyası yapımında kullanılan cam yapımında oluşan atıklar da cam hammaddesi olarak kullanılabilir. Ancak kirlilik düzeyi aşağıdaki gibi olmalı •Anorganik madde (seramik, 50 g/T porselen, taş … •Manyetik metal
5 g/T
•Ağır metal
5 g/T
•Organik madde
500 g/T
•Plastikler
100 g/T
CAM TÜRLERI
Kireçli ve silisli camlar Şişe, bardak, ayna, pencere (kuvars kumu (%68-75), soda (%11-18), kireç (8-17) Aluminyum silikat kompleksi (%0,56) ve diğerleri (%1))
Potasyumlu camlar Optik aletler ve el yapımı bardak sürahi vb. Silsyum oksite Na-karbonat ve K-karbonat ve kuvvetlendirici olarak kalker ilave edilir.
Kurşunlu camlar Optik cam, bardak, şekerlik gibi züccaciye ve kıymetli taş taklitlerinde kullanılır. Kurşun miktarı %80 Kurşun oksit. Borlu camlar Laboratuvar malzemesi ve bazı özel ilaç şişelerinde kullanılır. Silis yerine kısmen bor oksit kullanılır Özel camlar Emniyet camları (arası film kaplı çift camlar, buzlu camlar (Sn-oksit, Ca-florür katılmış), renkli camlar, fiberglass (sentetik lif)
CAM AMBALAJ ÜRETİMİ
Cam hamurunun hazırlanması İstenen formulasyondaki hammaddeler gereken miktarlarda tartılır, homojen karışım elde edilir ve cam eritme fırınlarına nakledilir.
Cam hamurunun işlenmesi eritme sıcaklığı: 1480-1560˚C
çalışma havuzu sıcaklığı (ergitilmiş camdaki sıcaklık dağılımının homojen hale getirilmesi): 1200˚C şekillendirme sıcaklığı:1150-1300˚C
Fırın bir yandan beslenirken, diğer yandan erimiş haldeki karışım, şekillendirme makinelerine verilir. Erimişcam, belirli aralıklarla kesilerek uygun ağırlıklardaki damlalara dönüştürülür, kalıplara düşürülür, kalıplarda çeşitli ağızlarla şekillendirme işlemi gerçekleştirilir.
Tavlama işlemi
BİÇİMLENDİRME: Cam malzeme, farklı yöntemlerle biçimlendirilir. a) Üfleme (Şişirme) Yöntemi b) Dökme-Silindirleme Yöntemi c) Çekme Yöntemi d) Yüzdürme Yöntemi e) Presleme Yöntemi f) Lif Haline Getirme Yöntemi g) Köpük Haline Getirme Yöntemi h) Diğer biçimlendirme yöntemleri
TAVLAMA İŞLEMİ
Şekillendirme işlemi sırasında oluşan gerilmeleri, kılcal çatlakları gidermek,
Camın mekanik direncini artırmak,
Yüzeyi parlak ve pürüzsüz bir duruma getirmek için tavlama işlemi yapılır.
SICAK TAVLAMA:
Titan bileşikleri (titantetraklorür, tetraisopropilortotitanat gibi), Organokalay bileşikleri (kalaytetraklorür, dimetilkalaydiklorür, monometilkalaytriklorür gibi) kullanılarak 550-600˚C de gerçekleştirilir.
Genellikle 12-18 nm düzeyinde dimetilkalay klorür ile yeterli sertleşme sağlanmaktadır.
SOĞUK TAVLAMA:
Fırın girişinde 450˚C civarındaki sıcaklık tünel çıkışında 60-70˚C ye düşürülür.
Sıcaklık düşüşü aşamalı ve kontrollü gerçekleşir. Aşamalı soğutma gerilimi önler, camda tansiyon oluşumunu engeller.
Bu işlem sırasında dış yüzeye 80-150 ˚C’de polimer vakslar, poliester esaslı sulu dispersiyonlar püskürtülür.
Kullanılan maddeye göre parlak, az parlak ve mat yüzeyler elde edilir.
KALİTE ÖZELLİKLERİ Kimyasal Dayanıklılık: Camın su, asit, baz ve tuz çözeltilerinin veya uzun süre atmosferik koşulların yol açabileceği kimyasal etkilere karşı dayanma gücüne kimyasal dayanıklılık denir. Hidroflorik asit dışında hiçbir kimyasal camı etkilemez. Kimyasal dayanıklılık özellikle serum ve ecza şişeleri için önemlidir.
ISIL GENLEŞME, ANİ SICAKLIK DEĞİŞİMİNE (ISIL ŞOK) DAYANIM Cam
şekillendirme işlemlerinde camın 42 – 60˚C lik ısıl şoka dayanması gerekir.
Ani
sıcaklık değişikliklerine dayanıklılık özellikle yıkama, pastörizasyon ve sıcak dolum gibi işlemler için önemlidir. Bu dayanıklılık camın kalınlığı arttıkça azalmaktadır.
Isıl
şokla kırılmayı önlemek için, cam kabın iç ve dışındaki sıcaklık derecesi farkı 42˚C nin altında olmalıdır.
ISIL ŞOKA DAYANIM TESTİ Cam
ambalajlar su ile doldurularak önce sıcak suya daldırılır.
Yaklaşık
5 dakika bekletilir.
Sonra
sıcak sudan çıkarılarak 15 sn içinde soğuk su banyosuna aktarılır.
30
sn de soğuk suda bekletilir.
Belirtilen işlemler sonunda cam kaplarda çatlama olmamalıdır. Sıcak – soğuk su banyoları arasındaki sıcaklık farkı 42°C dir .
İÇ BASINÇ DAYANIMI İç basıncın artmasına neden olan etkenler; Sıcaklık yükselmesi Dondurma İçeceklerin gazlanma işlemi İç basınç artışlarından kaynaklanabilecek sakıncaları önlemek amacıyla kapta belirli bir oranda “tepe boşluğu”nun bırakılması gerekir. Sıvı gıdanın bileşimi yanında, ambalajda bırakılan tepe boşluğu oranı da iç basınç düzeyini etkiler. Başka bir deyişle sıcaklık artışının yol açtığı iç basınç tepe boşluğu oranına bağlı olarak ( % 1-12) değişir.
Cam Ambalajın Sınıfı Bira şişeleri
Meşrubat şişeleri
Maden suyu,meyve suyu şişeleri
İç basınç dayanımı (kg/cm2) Geri dönüşlü
12
Geri dönüşsüz
10
Geri dönüşlü
16
Geri dönüşsüz
10
Geri dönüşlü
10
Ürün
Tepe Boşluğu(%)
Su ve benzeri içecek Alkollü içecekler Uçucu organik sıvılar Vakumlu kapatılmış gıdalar Karbondioksitli içecekler Konserve (kavanoz)
3-5 3-8 10 veya daha fazla 6-12 4-7 6-8
DARBE DAYANIMI
Cam ambalajların darbe dayanımı her bir mm cidar kalınlığı için en az 0.890 kg olmalıdır.
DİKEY EKSENDE SIKIŞTIRMA DAYANIMI:
Kapatma makinelerinde şişeye yüklenen dikey kuvvette dayanım önemlidir. Hidrolik işlemlerde ölçülen dikey sıkıştırma dayanımı; mantar tıpalı şişelerde en az 200 kPa, kapsül kapaklı şişelerde en az 800 kPa olmalıdır.
DİKEY EKSENE GÖRE EĞRİLİK Şişe ağız çapı merkezinin, bu merkezle şişe dip merkezinden geçen dik eksenden 360˚ çevrimdeki maksimum sapmasıdır. Eğrilik toleransı; 120 mm den kısa boylu şişeler için ± 1.5 mm, 120 mm’den uzun şişeler için
Ft= ±(0.3+0.01 H) (H; şişe boyu, mm) formülü ile hesaplanır.
RENK Camın ışık geçirgenliği camdan geçen ışığın cama gelen ışığa oranıdır. Cam ambalajlar içindeki gıdayı özellikle UV (mor ötesi) ışınlarından korumak için renklendirilirler.
Cama yeşil veya bal rengi vermek üzere harmana konan kimyasal maddelere melanj maddeleri denir. Ülkemizde bal rengi cam üretiminde pirit ve kok kömür kullanılır.
DANSİTE Dansite, cam kompozisyonunun en çok kontrolunda kullanılan kriterdir.
DANSİTE
DANSİTE Dansite, cam kompozisyonunun en çok kontrolunda kullanılan kriterdir.