ALUMİNYUM

Gıda sanayinde en yaygın kullanılan ambalaj malzemelerinden biri de aluminyumdur.Bu amaçla kullanılacak aluminyumun saf olması,yani en az %99,5 Al içermesi,diğer element oranlarının ise %0,3 Si , %0,4 Fe , %0,05 Ti , %0,05 Cu  ve %0,07 Zn?nin üzerinde olmaması gerekir. % 99,5 saflıktaki aluminyum,sıcak ve soğuk hadde ile çekilip şekillendirilebilen , yüzeyine baskı ve koruyucu lak uygulanabilen,toksik etkisi bulunmayan kokusuz,tatsız bir malzemedir.

Aluminyum doğada boksit filizi halinde bulunur.Boksit,aluminyum mono hidrat (Al2O3H2O) ve Aluminyum tri hidratin (Al2O3.3H20) karışımından oluşmuştur.Genel olarak Al2O3.2H2O formulü ile gösterilir.Boksit filizinin içerdiği en önemli safsızlıklar; demir oksit (F2O3) , titan oksit ve silisyum dioksittir (SiO2)

ALUMİNYUMUN OLUMLU VE OLUMSUZ ÖZELLİKLERİ  

Aluminyumun yoğunluğu 2,7 g/cm3 dür (=hafif metal) . Işık geçirmez.Gaz ve su buharı sızdırmaz.Isıl dayanımı üstündür.Isı iletkenliği ve yansıtma yeteneği iyidir.Elastikiyet katsayısı düşüktür.Dolayısıyla kolay ve iyi şekillendirilebilir.İnert bir malzemedir ve toksikolojik bakımdan zararsızdır.Ancak,çok asitli ve korozif gıdalardan etkilenebilir.Aluminyum ince bantlar gözeneksizdir.Fakat folyolar kalınlıklarına bağlı olarak değişik sayıda gözenek içerirler.Nitekim folyolarda 5 mic.kalınlıktan itibaren yaklaşık 2 gözenek / dm2 , 9 mic.dan itibaren 0,23 gözenek / dm2 ve 15 mic.dan itibaren ise 0,09 gözenek / dm2 belirlenmiştir.Kuşkusuz geçirgenlik özellikleri bağlamında,gözenek sayısının yanısıra gözenek çapının da büyük önemi vardır.Folyolardaki gözenek çaplarının 5 mic.altında olması durumunda malzemenin yalnızca gaz geçirgenliği etkilenmekte;fakat su buharı geçirgenliği sürmektedir. 

Alumiyumun gıda sanayinde geniş ölçüde kullanılmasının başlıca nedenleri aşağıdaki gibi sıralanabilir;

• Hafiftir
• Yumuşak olup,iyi bir mekaniksel işlenebilirlik ve son derece üstün şekil verilebilme özelliği gösterirler.
• 20 mic.dan kalın olanları kesinlikle yağ ve aroma geçirmezler
• Genel olarak atmosferik korozyona önemli ölçüde dirençlidirler
• Toksik değildirler
• Isıyı yansıtma yetenekleri üstündür.Parlak yüzeyine düşen ısı radyasyonunun %90?ını yansıtma özelliği gösterirler.Böylece ambalajlı ürünü,ortamda oluşabilecek kısa süreli sıcaklık dalgalanmalarından koruyarak,üründe istenmiyen sıcaklık artışlarının oluşumunu önlerler
• Gıdaların ambalajlı olarak dondurulmaları sırasında,ürünlerdeki ısının hızlı bir şekilde dışarı çıkmasına ve dondurulmuş ürünlerin ambalaj içerisinde çözündürülmelerine veya tekrar pişirilmelerine olanak verirler.
• Gerek yüksek gerekse düşük sıcaklıklara karşı dayanıklıdırlar.Elektrikli ve gazlı fırınlarda,erime noktası yaklaşık 660 C olduğu için,rahatlıkla kullanılabilirler
• Konserve gıdalarda sülfit kararması oluşmaz
• Yeniden işlenebilirler
• İyi baskı yapılabilir
• Aluminyum kapak bantlar,herhangibir sorun oluşturmaksızın açılabilirler

Ancak,Aluminyum malzemenin bazı olumsuz niteliklerinin de bulunduğu unutulmamalıdır.Bunlar şu şekilde özetlenebilir;

• 20 mic.dan daha ince ve çıplak (laksız,astarsız) folyolar gözenek içerirler.Böyle, gözenekleri açık olan folyolar,oksijene ve su buharına duyarlı gıdalar için uygun değildir.
• Belirli ölçüde korozyona duyarlıdırlar.Gerçi,aluminyum hava ile temas ettiğinde yüzeyinde ince bir aluminyum oksit tabakası oluşmakta ve bu tabaka malzemeyi atmosferik korozyona karşı koruyucu işlev yapmaktadır.Ancak,oksijenin az olduğu veya bulunmadığı durumlarda bu koruyucu tabaka hızla kaybolmakta ve alttaki aluminyum gövdenin direnci sona ermektedir:
• Yumuşak oluşu,ona şekil vermeyi kolaylaştıran önemli bir özellikse de,kutuda dayanıklı kenet oluşumu ve kutunun iç basınca dayanması açısından önemli bir olumsuzluğa yol açmaktadır.Nitekim,saf aluminyumdan yapılacak bir kutunun iç basınca teneke düzeyinde dayanabilmesi için,kullanılacak aluminyum levhanın kalınlığının,kalaylı tenekeninkinden ¼ veya 1/3 daha fazla olması gereklidir.Ancak aluminyumun iç basınca dayanıklı kutu yapmayı engelleyen yumuşak metal olma özelliği günümüzde önemli ölçüde iyileştirilmiştir.Bu tür alaşımlardan en tanınmışı, korozyona son derece dayanıklı olan AlCuMg yani Duralumin dir.Ancak gıda sanayi için önerilen alaşımlar,AlMn,AlMg1 ve AlMgSil ? dir.Bunlar özellikle içecek endüstrisinde kullanılmak üzere derin çekilmiş kutu üretimine elverişlidirler.Ayrıca et konservelerinde de kullanılırlar.Aluminyum alaşım kullanmakla, malzeme tüketimi ağırlık üzerinde %30 düzeyinde azaltılabilmektedir.
• Aluminyum folyo ile ambalajlanmış gıdalar,mikrodalga fırınlarda yeterli düzeyde ısıtılamazlar.Ancak son yıllarda,bu tip fırınlarda ısıtılma ve pişirilmeye uygun ambalajlar geliştirilmiştir.Örneğin; Aluminyum tepsiler,vinil veya mikrodalga enerjisini absorbe eden bazı organik meteryallerle kaplanmakta;tepsilerin dış yüzeyine kaplanan plastiklerle ambalajın fırın içinde yapışması önlenebilmektedir.
• Aluminyum folyolar,ısısal işlemlerle birbirlerine kaynaklanamazlar

ALUMİNYUM ESASLI GIDA AMBALAJLARI

Aluminyumdan yapılan ambalaj tipleri : Kutular,fıçılar,tüpler,folyolar ve bantlar ile metalize filmlerdir.

• Aluminyum kutular ve fıçılar  : Genellikle,ekstruzyon ve derin çekme yntemleri ile elde edilen aluminyum kutulardan bira veya içecek kutusu olarak yararlanılmaktadır. Ayrıca aluminyumdan imal edilen kolay açılan (easy opening) kapaklar,bira ve içecek konulan kutularda kapak olarak kullanılmaktadır.Diğer yandan, hafifoluşları nedeni ile,pek çok sıvının ambalajlanmasında aluminyum fıçılar tercih edilmektedir.Günümüzde aluminyum metal kutularınkullanıldığı diğer bazı ürünler;konserve et ve deniz ürünleri,dondurularak konsantre edilmiş meyve suları,bazı alkollü içeceklerdir. Aluminyum kaplar,genelde 220 ? 280 micron kalınlıkta ince bantlardan;yarı rijid (sert) hafif kaplar 90 ? 140 mic.arasındaki malzemelerden hazırlanırlar.Bazı kutu tiplerinin üretiminde ise, 220 ? 490 mic kalınlıktaki meteryallerden yararlanılır.Tüp şeklindeki aluminyum ambalajların duvar kalınlıkları 0,11 ? 0,12 mm kadardır.Yarı sert nitelikteki aluminyum kapların hazırlandığı ince bantlar,şekillendirme işleminden önce koruma işlemine tabi tutulurlar.Aşağıda bu tip koruma önlemlerine iki örnek verilmiştir;

Lak 2,5-4,0 g/m2  /   Al-ince bant 50-140 mic   /   Termolak 6-12 g/m2     veya

Lak   /   Al-ince band   /   Primer   /  iki bileşenli yapıştırıcı  /  PP veya OPP film

       *  Aluminyum folyo ve Bantlar   : Aluminyum folyolar genellikle 7 ? 20 mic.,            Aluminyum bantlar ise 21 ? 350 mic.kalınlıklarda imal edilir.Uygulamada tercih edilen kalınlık ,  7 ? 12 mic.dur.Sigara paketleri ve şekerlemeler için çoğu kez 7 mic., eritme peynirler için 9 ? 15 mic. Süt şişesi kapsülleri için 40 ? 65 mic, dondurulmuş hazır besinlerin konulduğu otel,restoran tipi küçük marmelat kapları için ise 80 ? 150 mic arasındaki   kalınlıklar önerilmektedir.

             Genellikle 40 mic?dan daha ince olan aluminyum folyolar,bir yüzü mat öteki yüzü parlak, 40 mic?dan kalın olanlar ise her iki yüzü parlak olarak üretilmektedir.Ancak,kalınlığı 20 mic?dan daha ince olan aluminyum folyolar bir miktar gözenek içermekte,ve bu da su buharı ve gaz geçirgenliğinin artmasına neden olarak koruyucu özelliğinin azalması sonucunu doğurmaktadır.Fakat bu tür ince folyolar,polietilen gibi bir film ile lamine edildiğinde veya üzerlerine polietilen ekstrude (kaplama) edildiğinde,sözü edilen geçirgenlikler ortadan kaldırılabilmektedir.

• Metalize filmler  : Plastik filmlerin üzerine,çeşitli işlemlerle buharlaştırılmış aluminyum metalinin vakum altında püskürtülmesi ile oluşturulan ambalaj meteryalleri metalize filmler olarak tanımlanırlar.Bu tür uygulamalarda aluminyum metalinden başka metallerden de yararlanılmaktadır.   Metalizasyon işlemi,ambalaj malzemesinin gaz,nem,ışık geçirmeme gibi koruyuculuk özelliklerini iyileştiren , artıran bir işlemdir.Bu bağlamda gıda sanayinde yaygın olarak kullanılan filmler , Metaliz PP (Poliproblen) , Metalize PET (polyester) , Metalize CPP (cast poliproblen) , Metalize PVC ( polivinildenklorür) gibi filmlerdir. 
• Aluminyum folyoların laminasyonu : Aluminyum folyo,kağıt,karton,selofan,alçak yoğunluklu polietilen (LDPE) , polietilentereftalat (PET) , oriente poliproblen (OPP) , poliamid (PA) , polivinildenklorür (PVC)  gibi çeşitli filmler ile kaplanabilir.Böylece kağıt,karton,selofon gibi malzemelere ışık,gaz ve su buharı geçirmezlik özelliği kazandırılabilmekte ve aynı zamanda söz konusu meteryallerinmekanik işlemlere karşı olan duyarlılıkları da azaltılabilmektedir.Öte yandan termoplastiklerle oluşturulan kombinasyonlar,aluminyum folyoya ısıl yapışma özelliği kazandırmakta, ve aynı zamanda folyodaki gözeneklerin yol açtığı gaz ve su buharı geçirgenliği en alt yüzeye indirilebilmektedir.