Economia circolare e conservazione delle risorse con la sigillatura a ultrasuoni

Un numero crescente di aziende del comparto food sceglie di utilizzare imballaggi in monomateriale o composti di carta, per facilitarne il riciclo a fine vita. Tali opzioni, volte a migliorare la sostenibilità del packaging, sollevano però alcune criticità in fase di sigillatura, che possono essere agevolmente risolte grazie alla tecnologia a ultrasuoni di Herrmann Ultraschall.

La purezza varietale degli imballaggi è una caratteristica sempre più diffusa, che rientra nelle strategie messe in campo su larga scala per aumentare le percentuali di riciclo del packaging, obiettivo perseguito da molte grandi aziende produttrici del food, e non solo, impegnate a migliorare la sostenibilità dei propri prodotti.

Questo comporta che i film - per citare uno degli esempi più significativi - debbano essere composti da uno o più strati di un unico materiale, invece che da layer di materiali diversi.

La struttura monomateriale, tuttavia, determina criticità nel processo della saldatura, difficilmente risolvibili con le procedure convenzionali come l’induzione e il contatto termico. La prima tecnica, infatti, non funziona in assenza di alluminio, mentre la seconda è difficilmente attuabile per i composti a base carta, a causa dell’effetto isolante del materiale cellulosico.

Per contro, i plus peculiari della sigillatura a ultrasuoni favoriscono la tendenza attuale ad adottare imballaggi monomateriale.

Questo procedimento, infatti, produce energia termica soltanto all’interno dell’area di giunzione, sebbene lo strato portante, pur essendo dello stesso materiale, non venga fuso. Inoltre, è possibile definire con estrema precisione la quantità di energia applicata, il che rappresenta un notevole vantaggio nel trattare monomateriali con una “finestra di processo” tendenzialmente più ristretta.

Possibilità di rispettare limiti di processo più restrittivi

Come spiega Robert Hueber, capo dell’unità operativa Imballaggi presso Herrmann Ultraschall: «La tecnologia degli ultrasuoni garantisce ottimi risultati di sigillatura anche con limiti di processo restrittivi, soprattutto per quanto concerne la tenuta e l’ottica. La dilatazione termica viene mantenuta al minimo. In particolare, nel caso di saldature ad alta velocità a partire da bobine di film monomateriale, le procedure termiche subiscono gli svantaggi provocati da un apporto di calore eccessivo. Può verificarsi, ad esempio, un allungamento non controllato della bobina, danneggiando il processo». 

A causa della minore stabilità meccanica e termica dei loro strati portanti, i monomateriali sono inoltre più soggetti a retrazione. È possibile che l’ottica delle giunzioni di sigillatura venga compromessa e che si creino aderenze. In questo caso, la saldatura a ultrasuoni, grazie all’impiego di utensili freddi, può esercitare un’azione contrastante. Inoltre, a fronte di un processo “a freddo”, è possibile ridurre i tempi di fermo macchina, il ricambio del materiale soggetto a usura (come nastri in teflon), nonché l’abbattimento dei consumi energetici. Con la tecnologia a ultrasuoni, infatti, è richiesta energia solo durante il tempo di sigillatura, evitando il consumo elevato in stand-by. Gli utensili sono immediatamente pronti all’uso senza necessità di riscaldamento, e questo contribuisce anche a ridurre l’inquinamento ambientale.

I vantaggi di produrre calore solo all’interno della giunzione

In molti casi, la sigillatura a ultrasuoni rappresenta un’alternativa molto vantaggiosa alla saldatura a caldo, ad esempio in applicazioni delicate del comparto food, come il confezionamento di alimenti umidi proteici, bevande zuccherate in busta, insalate, prodotti in polvere.

Mentre con la saldatura a caldo l’energia termica è trasmessa dall’esterno, riscaldando così anche lo strato portante, con la tecnica a ultrasuoni il calore viene prodotto attraverso le vibrazioni (a ultrasuoni), applicate esclusivamente all’interno degli strati di sigillatura, creando una giunzione per accoppiamento a livello molecolare, prima che si produca una conduzione di calore indesiderata attraverso tutto il materiale d’imballaggio.

In tal modo, la sigillatura viene eseguita in modo “gentile”, senza danneggiare in alcun modo né l’imballaggio - poiché la retrazione, la distorsione e l’eventuale mancanza di tenuta sono ridotti al minimo - né il suo contenuto.