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110 progettare 456 • settembre 2023 SOFTWARE Cristallizzazione dei polimeri Le confezioni Tetra Pak ® vengono sot- toposte a tre diverse sigillature. Il materiale entra nelle macchine ali- mentato da grandi fogli in rotolo, opportunamente tensionato per con- sentire elevate velocità di lavorazione. Il materiale passa quindi attraverso un sistema di sterilizzazione, altra key competence dove la simulazione è molto utilizzata, e che comporta il passaggio in un bagno di perossido con successiva asciugatura. Un primo passaggio a induzione riguarda quindi l’applicazione di una fettuccia di po- lietilene nel lato interno del materiale, su uno dei bordi laterali. Il materiale viene poi incurvato per creare un tubo aperto, sovrapponendone in parte i due lembi esterni. Si effettua a questo punto una sigillatura longitudinale che chiude il tubo. La tenuta mecca- nica della sigillatura viene rafforzata saldando la strip in polimero applicata in precedenza anche all’altra estremi- tà del materiale: unendo i due lembi sovrapposti e sigillati longitudinal- mente, la fettuccia consente anche di bloccare la fuoriuscita del liquido contenuto nella confezione all’interno dello strato di carta, che senza l’ul- teriore sigillatura sarebbe esposto al contatto diretto con gli alimenti sul bordo di taglio del materiale. La sigillatura trasversale a induzione, la formatura e il taglio per creare i singoli pacchetti completano il pro- cesso. “Un altro ambito su cui si sta ora lavorando è la cristallizzazione dei polimeri - dice infine Betti Beneventi -: dopo essere stato fuso per creare la sigillatura, infatti, il polietilene in fase di raffreddamento cristallizza, e se quando è ancora fuso subisce inopportuni stress meccanici, questi possono portare a delaminazione o distacco”. Lo studio delle proprietà termiche del polimero e della dina- mica del suo cambiamento di fase impattano pertanto la forza di tenuta della sigillatura: alla definizione di un modello calibrato di cristallizzazione del polietilene è attualmente al lavoro l’R&D dell’azienda. Lo sviluppo e la calibrazione del modello vanno qui di pari passo con l’acquisizione di dati sperimentali ottenuti tramite partico- lari test effettuati sui materiali; per questo scopo, ma non solo, Tetra Pak ® ha da anni diverse collaborazioni con le Università, in Italia ad esempio con il Politecnico di Milano, le Università di Bologna, Modena e Pisa e l’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (IN- RiM) di Torino. Una volta disponibile, la nuova fisica verrà aggiunta al mo- dello multifisico facendo progredire ulteriormente la comprensione del processo di sigillatura a induzione; comprensione che potrà poi avere ricadute sull’ottimizzazione delle mac- chine per un miglior controllo della fase di raffreddamento del polietilene. @marcocyn Simulazione della distribuzione della corrente sul materiale Tetra Pak ® con induttore dedicato alla sigillatura longitudinale. Schema delle fasi del processo di sigillatura trasver- sale delle confezioni Tetra Pak ® . Induttore dedicato alla sigillatura trasversale delle confezioni Tetra Pak ® .