Guia de Tecnologia e Aplicação para a Inspeção de Selagem de Folha de Alumínio em Garrafas de PE

A fina folha de alumínio na abertura da garrafa é a primeira linha de defesa para a segurança do produto.

Nas indústrias farmacêutica, alimentar e cosmética, as garrafas de PE tornaram-se a principal forma de embalagem devido à sua excelente estabilidade química e vantagens de custo. A selagem com folha de alumínio, como tecnologia fundamental para garantir a hermeticidade da embalagem, afeta diretamente a segurança do produto, o prazo de validade e a reputação da marca.

A selagem com folha de alumínio utiliza a selagem térmica ou indução eletromagnética para selar uma película composta por alumínio e plástico na abertura da garrafa de PE, formando uma barreira física contra o ar, humidade e contaminantes. A inspeção da qualidade da selagem é, portanto, uma parte indispensável do processo produtivo.

1. Significado e princípio da selagem com folha de alumínio

A tecnologia de selagem com folha de alumínio é amplamente utilizada em embalagens de garrafas de PE, principalmente para evitar a humidade, o bolor e a falsificação, prolongando eficazmente a vida útil do produto. O filme composto de alumínio e plástico é tipicamente composto por múltiplas camadas de materiais como poliéster, alumínio e polipropileno/polietileno, unidas à abertura da garrafa através de selagem térmica ou indução eletromagnética.

As juntas de vedação de alumínio-plástico utilizadas em garrafas de PE utilizam, geralmente, um filme composto de alumínio-plástico feito de PET/AUPE (folha de alumínio/polietileno não esticada). Esta estrutura garante uma boa selagem térmica com a abertura da garrafa de PE.

O princípio de selagem divide-se em dois métodos principais: selagem por prensagem a quente e selagem por indução eletromagnética. A selagem por prensagem a quente transfere calor para a camada de selagem através de uma cabeça de selagem térmica, fazendo com que esta derreta e adira à abertura da garrafa; já a selagem por indução eletromagnética utiliza um campo eletromagnético para gerar correntes parasitas na camada de alumínio, fundindo-a e obtendo a selagem.

2. Principais indicadores de ensaio para selagem com filme de alumínio

(1) Resistência da selagem térmica

A resistência da selagem térmica é o principal indicador para avaliar a qualidade da selagem, referindo-se à capacidade da selagem resistir à separação. Uma resistência insuficiente da selagem térmica pode provocar fissuras durante o armazenamento e o transporte, levando a problemas graves como fugas e contaminação do produto.

De acordo com as normas YBB, o ensaio de resistência da selagem térmica utiliza geralmente uma máquina de ensaio de tração para destacar a amostra à velocidade especificada e registar o valor da força de destacamento. Uma selagem térmica qualificada deve garantir que a vedação é lisa e firme, que a junta e o cartão estão completamente separados e que a película e a abertura da garrafa estão completamente aderidas. (2) Força de Ruptura

A força de rutura reflete a facilidade com que um consumidor consegue abrir a embalagem. É medida simulando a ação de perfurar a vedação com o dedo. Este indicador não está apenas relacionado com a segurança do medicamento, mas também afeta diretamente a experiência do utilizador.

(3) Integridade do Selo

O teste de integridade da selagem verifica principalmente defeitos como a selagem incorreta da folha de alumínio, microfugas e fugas na garrafa. Este tipo de teste garante que a embalagem é capaz de bloquear eficazmente a entrada de gases e microrganismos externos, assegurando a estabilidade da qualidade do produto durante o seu prazo de validade.

3. Métodos e técnicas de ensaio de selos de folha de alumínio

Métodos de ensaio tradicionais

A inspeção visual manual é o método de teste mais básico. Os operadores avaliam a qualidade inspecionando visualmente o aspeto da vedação após desenroscar a tampa da garrafa. Este método é simples, mas demorado e trabalhoso, com baixa eficiência e elevada subjetividade, o que facilita a passagem de defeitos.

Métodos de ensaio mecânico

Utilizando dispositivos mecânicos para aplicar pressão na tampa da garrafa ou realizar testes físicos, como por exemplo a utilização de um testador de selagem térmica para simular o processo de selagem. Estes dispositivos avaliam a resistência da selagem controlando a temperatura, o tempo e a pressão da selagem térmica. Tecnologias modernas de inspeção inteligente.

Com os avanços tecnológicos, a inspeção por visão por computador e a termografia infravermelha tornaram-se soluções comuns para a inspeção de selagem de folhas de alumínio.

Os sistemas de inspeção por visão artificial integram tecnologias avançadas de câmaras e óticas, utilizando um sistema inteligente de análise de imagens de alta velocidade para determinar a qualidade da vedação. Estes dispositivos podem detetar automaticamente defeitos como selagens incorretas e microfugas, e remover seletivamente os produtos defeituosos.

A tecnologia de imagem térmica infravermelha utiliza indução eletromagnética para aquecer a junta de alumínio, captando imagens da distribuição de temperatura na abertura da garrafa através de uma câmara infravermelha. As áreas com vedação normal apresentam uma distribuição de temperatura uniforme, enquanto as vedações defeituosas exibem padrões de temperatura anormais.

Métodos inovadores de inspeção baseados em aprendizagem profunda

As mais recentes tecnologias de inspeção, combinadas com algoritmos de aprendizagem profunda, melhoram significativamente a precisão e a eficiência da inspeção. Estes sistemas adquirem uma grande quantidade de dados de imagem infravermelha de selos de folha de alumínio e treinam modelos de redes neuronais para identificar diversos defeitos de vedação.

Os modelos de aprendizagem profunda incluem normalmente uma camada de entrada, uma rede de base, uma rede de agregação de caminhos, uma camada de deteção e um módulo de otimização de classificação. Podem realizar a deteção de alvos em diferentes escalas e fornecer uma avaliação do nível de selagem da folha de alumínio. Este método supera os problemas de baixa precisão de deteção e robustez das técnicas tradicionais de processamento de imagem quando se lida com distribuições de temperatura complexas e defeitos diversos.

4. Defeitos comuns e medidas de melhoria na selagem com folha de alumínio

Na produção real, ocorrem frequentemente vários problemas de qualidade na selagem com folha de alumínio:

Película de selagem enrugada: Isto indica normalmente que o tempo de selagem a quente é demasiado longo e deve ser reduzido adequadamente.

Fusão visível na boca da garrafa: Isto é também sinal de tempo excessivo de selagem a quente ou de temperatura demasiado elevada, exigindo o ajuste dos parâmetros do processo.

Aderência parcial: Isto pode ocorrer devido à tampa da garrafa não estar devidamente apertada ou à folha de alumínio não estar totalmente pressionada contra a boca da garrafa, sendo necessário um reajuste.

Aparentando estar selado, mas a soltar-se facilmente: Isto pode dever-se a um tempo de selagem térmica insuficiente ou à incompatibilidade entre a folha de alumínio e o material da garrafa de PE, exigindo o ajuste do tempo de selagem térmica ou a substituição por um material de película sensora adequado.

O processo de inspeção padrão inclui: preparação da amostra, configuração do equipamento, operação de selagem térmica, inspeção de arrefecimento e teste de descascamento. Só controlando rigorosamente cada etapa é possível garantir a qualidade final da selagem para cumprir os requisitos de normas como a YBB00212004.

5. Tendências de Inovação e Desenvolvimento em Tecnologia de Inspeção

A tecnologia de inspeção de selagem de folhas de alumínio está a evoluir para uma maior inteligência, eficiência e precisão. Os métodos tradicionais de inspeção por contacto estão a ser gradualmente substituídos pela inspeção online sem contacto, melhorando significativamente a eficiência da produção e a fiabilidade da inspeção.

Os sistemas de inspeção que integram algoritmos de inteligência artificial podem monitorizar o processo de vedação em tempo real, identificar problemas prontamente e ajustar automaticamente os parâmetros de produção. Estes sistemas não só identificam defeitos evidentes, como também detetam riscos de microfugas difíceis de serem percebidas a olho nu.

Com o avanço da Indústria 4.0, os equipamentos de inspeção de selagem de folhas de alumínio estão a ser cada vez mais integrados nos sistemas IoT das linhas de produção, permitindo a partilha de dados e a monitorização remota, proporcionando uma base para otimizar e melhorar o processo produtivo.

Com os avanços tecnológicos contínuos, a inspeção de selagem de folha de alumínio de garrafas PE evoluiu da amostragem manual inicial para a atual inspeção online em tempo real, totalmente automatizada. Os modernos sistemas de inspeção integram visão de máquina, imagens térmicas infravermelhas e algoritmos de inteligência artificial, permitindo uma monitorização de qualidade precisa e de alta velocidade, reduzindo significativamente os riscos de qualidade no processo de produção.

Para as empresas de fabrico, investir em sistemas avançados de inspeção de selagem com folha de alumínio não é apenas uma garantia de qualidade do produto, mas também um meio importante de reforçar a reputação da marca e a competitividade no mercado. Só garantindo que a selagem de cada frasco de produto é perfeita é que nos podemos manter invencíveis na feroz concorrência do mercado.