El espacio libre en un frasco de vidrio es la distancia entre la parte superior del producto y la parte inferior de la tapa, y determina si el frasco se conserva al vacío o se deteriora lentamente en el estante. Además, es la medida que con mayor frecuencia falta en un pedido de compra.

PauPack fabrica y suministra frascos de vidrio para encurtidos, mermeladas, salsas y conservas, y citamos el espacio libre junto a la capacidad porque ambos se eligen conjuntamente. Un frasco de 500 ml lleno 8 mm por debajo del borde y otro de 500 ml lleno 20 mm por debajo son productos diferentes con un comportamiento de sellado distinto, aunque en ambos envases se imprima la misma capacidad.

A continuación se explica la función del espacio libre, las dimensiones que se encuentran detrás de una línea de llenado, cómo el llenado en caliente y el llenado en frío modifican el objetivo y cómo se mide el espacio en una línea de producción.

¿Qué función cumple realmente el espacio libre en un frasco de vidrio?

Tres trabajos se resuelven en esa franja de aire vacía, y los tres se desarrollan en los primeros minutos después del atajo.

Contiene el vapor que elimina el oxígeno. Cuando un producto caliente entra en contacto con la tapa, el espacio libre se llena de vapor, y este vapor expulsa el aire restante a través del revestimiento mientras se crea un vacío al enfriarse el recipiente.

Esto deja espacio para que el producto se mueva. La salmuera se expande, los sólidos se asientan y un frasco lleno hasta el borde en la sala de llenado puede empujar el líquido hacia la superficie de sellado antes de que llegue al palé.

Y determina la profundidad de vacío que se debe aplicar. Un frasco con demasiado aire nunca generará la succión suficiente para mantener la tapa sellada ante un cambio de presión durante el transporte o una semana en una cámara frigorífica.

PauPack considera el espacio libre en los frascos de vidrio como un parámetro del proceso, en lugar de una característica del frasco, ya que el éxito o el fracaso del mismo depende únicamente de la calidad del agente de llenado.

Lo que Headspace no es

Los compradores confunden tres números diferentes en uno solo. No son intercambiables, y esa confusión es precisamente la razón por la que una prueba se supera en la fábrica pero fracasa en la marca.

• El peso neto es el que indica la etiqueta. No dice nada sobre dónde se encuentra el producto.
• El volumen de llenado es el espacio que ocupa el producto. Dos frascos con el mismo volumen de llenado pueden tener un espacio libre muy diferente si sus hombros tienen formas distintas.
• La holgura del cuello es el espacio entre el producto y la rosca. Es importante para evitar derrames durante el taponado, no para el vacío.

Mantener separados esos tres elementos es la diferencia entre una afirmación discutible y una que se puede repetir.

Las dimensiones detrás de una línea de relleno

El diseño de un frasco indica más que su capacidad. El diámetro del borde determina el tamaño de la tapa. El ancho de la superficie de sellado decide cuánto entra en contacto el revestimiento con el vidrio. La profundidad desde el borde hasta el hombro determina dónde se asienta la línea de llenado sin llegar a la rosca.

• Diámetro del borde o de la boca, expresado en milímetros, que coincide con el tamaño de la lengüeta o del cierre de rosca.
• El ancho de la superficie de sellado determina la tolerancia de la tapa ante un llenado ligeramente irregular.
• Profundidad desde el borde hasta el hombro, que es el límite físico de la línea de llenado.
• El radio de la base influye en cómo se asienta el recipiente sobre el medidor de profundidad entre cambios.

Los tarros de cristal para encurtidos y los frascos para conservas que suministra PauPack tienen esas dimensiones, y esas mismas dimensiones sirven de base para la guía sobre capacidad y método de sellado que proporcionamos a los compradores.

Espacio libre recomendado en frascos de vidrio según el método de llenado.

Esta es la banda inicial que indica PauPack antes de cualquier prueba. Se utiliza una banda en lugar de un número, ya que el valor correcto depende del cierre y de cómo se enfría la bolsa.

¿Qué sucede en los primeros diez minutos después de poner el límite?

El espacio libre no es una medida estática. Un frasco sale de la taponadora a una temperatura, llega al palé a otra, y el espacio por encima del producto cambia durante todo el trayecto.

En un llenado en caliente, la superficie del producto comienza a liberar vapor a los pocos segundos de colocar la tapa, y ese vapor expulsa el aire a través del conducto del revestimiento. La presión interna alcanza su punto máximo entre los dos y los cinco minutos, y luego disminuye a medida que el vidrio y el contenido pierden calor. La tapa se hunde hacia adentro entre los cuatro y los ocho minutos, y la profundidad de esa hundimiento es el vacío que el frasco mantiene hasta su comercialización.

Si ejecutas la secuencia en un orden incorrecto, el frasco te lo indicará. Una tapa que se hunde y luego vuelve a su posición original suele significar que el espacio libre era demasiado amplio para que el vapor desplazara el aire. Un frasco que nunca se hunde suele significar que el contenido estaba demasiado frío o demasiado lleno.

Mapa de síntomas: De la falla al espacio de cabeza

Las quejas de los usuarios se presentan como síntomas, y la mayoría se deben a la abertura en la parte superior del producto. Este es el método que utiliza PauPack cuando una marca nos envía una fotografía de un envase defectuoso.

Cómo se mide el espacio libre en un frasco de vidrio en una línea real.

En cada hoja de turno deben constar dos mediciones: el peso de llenado, que se lee en una báscula calibrada, y la profundidad del espacio libre, que se lee con un medidor que se coloca en el borde y deja caer una sonda hasta la superficie del producto.

El peso por sí solo no le salvará. Cuando el espacio libre varía, un operario puede añadir producto discretamente para mantener el peso declarado, y el problema del espacio libre desaparece de la documentación mientras que el problema del sellado se agrava en el palé.

La profundidad por sí sola no es mejor, ya que un hombro desigual produce una lectura diferente según dónde se coloque el medidor. PauPack mide en tres puntos alrededor del borde y registra la dispersión, no solo el promedio.

Cómo la temperatura de llenado afecta el espacio libre en los frascos de vidrio.

Los valores objetivo del espacio de cabeza están asociados a una temperatura, y un valor objetivo sin especificarla resulta prácticamente inútil. Una salmuera a 88 grados no se comporta igual que una salmuera a 72 grados, incluso sin tocar la boquilla.

El producto caliente libera vapor rápidamente, por lo que un espacio libre menor permite una purga limpia. El producto frío retiene el aire, por lo que el mismo espacio libre no se purga completamente y el frasco se sella sin vacío. Si se reduce la temperatura de llenado en 10 grados, el espacio libre generalmente debe abrirse entre 2 y 3 mm para compensar.

Esa es también la razón por la que un turno de verano y un turno de invierno pueden registrar tasas de rechazo diferentes con el mismo equipo. La temperatura ambiente de llenado afecta la temperatura del producto en la boquilla, por lo que PauPack registra la temperatura ambiente junto al valor de llenado en lugar de en una hoja aparte.

La orejeta, el revestimiento y el espacio de cabeza son un solo sistema.

Un cierre y un espacio libre se especifican conjuntamente o no se especifican en absoluto. Una tapa con lengüeta revestida de plastisol necesita un rango específico de presión interna para deformarse y adherirse al vidrio. Si se le proporciona un espacio libre que el vapor no puede llenar, esa presión nunca se alcanza.

El mismo principio rige el trabajo de regulación de cierres de envases. El capítulo sobre cierres de envases de la USP considera el envase, el cierre y el contenido como un sistema cualificado, en lugar de tres partes separadas, y este enfoque es igualmente útil tanto para un frasco de pepinillos como para un vial de medicamento. Cuando un cierre incluye una indicación de seguridad para niños, la Ley de Envases para la Prevención de Intoxicaciones adopta la misma postura y analiza el envase completo, no solo la tapa.

En la práctica, esto significa que PauPack solicita una muestra del tapón antes de cotizar el nivel de llenado y prueba ambos componentes juntos. Nuestra nota sobre el suministro de frascos para encurtidos a granel describe esta secuencia desde la perspectiva del comprador.

Cuando un espacio libre demasiado ajustado en un frasco de vidrio resulta contraproducente

Ajustar la línea de llenado puede parecer una medida segura, pero a partir de cierto punto se convierte en un riesgo. El producto que llega a la superficie de sellado deja salmuera debajo del revestimiento, y la salmuera que se acidifica o cristaliza rompe el contacto entre el revestimiento y el vidrio.

El segundo fallo es más fácil de pasar por alto. Si se llena un frasco casi hasta el borde, apenas queda vapor, por lo que la contracción por enfriamiento crea un vacío considerable. Este vacío presiona la tapa contra el borde con la suficiente fuerza como para deformar el vidrio delgado o romper el plastisol en la zona donde las roscas se unen a la superficie de sellado. La tapa aguanta una semana y luego gotea.

Ampliar el área tampoco es la solución. Elija un objetivo con suficiente vapor para purgar y suficiente espacio libre para mantener el revestimiento limpio, y luego mantenga el llenador ajustado a ese objetivo con una verificación en cada turno. Por esa razón, PauPack considera ambas posibilidades de falla durante una prueba.

Qué configura PauPack antes de una prueba con Jar

PauPack realiza pruebas de llenado de frascos mediante un método de tres puntos. Las muestras se llenan hasta el espacio libre deseado del frasco de vidrio, a 4 mm más de profundidad y a 4 mm menos de profundidad, luego se tapan con el cierre del cliente y se enfrían en una paleta común en lugar de en una sala con temperatura controlada.

Una vez enfriados, cada frasco se revisa para comprobar la profundidad del vacío, el perfil de la tapa, la integridad del sellado con un comprobador de vacío y las fugas tras la inversión. A partir de estos datos, se establece una línea de llenado recomendada con la evidencia que la respalda, además de una nota sobre la banda que dicha línea puede tolerar. Nuestra lista de control de calidad del embalaje incluye las mismas comprobaciones en la producción en masa, y las cuestiones relativas a los materiales se encuentran en las notas de seguridad alimentaria del vidrio .

Si el paquete también debe someterse a pasteurización o a un largo transporte marítimo, añadimos un paso por túnel o un ciclo de temperatura. Un día más y se evitan las discusiones por el rechazo de un contenedor.

Siete líneas para la especificación de un frasco

La mayoría de las disputas sobre el espacio libre en el frasco provienen de una especificación que describe el frasco a la perfección, pero olvida el llenado. Siete líneas solucionan ese problema.

• Capacidad y acabado del frasco, indicados en milímetros en lugar de con una marca comercial.
• Espacio libre objetivo, con la temperatura de llenado a la que se midió.
• El peso neto se indica en la caja y en la banda que indica el peso de llenado, situada detrás de la misma.
• Tipo de cierre, material del revestimiento y rango de torque para la taponadora.
• Ruta de enfriamiento, ya sea ambiente, túnel o cámara frigorífica.
• Profundidad de vacío prevista tras el enfriamiento, junto con el método utilizado para comprobarla.
• Frecuencia de muestreo para profundidad y peso a lo largo de un turno.

PauPack incluye esas líneas en el informe de prueba, lo que significa que la fábrica y la marca miden lo mismo en el mismo envase. Cuando surge una pregunta dos temporadas después, la respuesta está en el archivo, no en la memoria de alguien.

Espacio libre en frascos de vidrio: Preguntas que respondemos para compradores de frascos

¿Cuál es el espacio libre correcto que debe dejar un frasco de vidrio para encurtidos?

En los envases de conservas en caliente (como pepinillos o chutney) envasados ​​en tarros de cristal, la mayoría de las líneas de envasado dejan un espacio de 6 a 10 mm entre la superficie del producto y el borde. Los envases refrigerados o envasados ​​en frío requieren un espacio mayor, de 12 a 15 mm, ya que el producto no se expande mucho y el vacío debe formarse a partir de una temperatura inicial más baja.

¿El espacio libre en la cabeza del eje afecta el peso neto que aparece en la etiqueta?

Sí, es posible. Si se amplía el espacio libre, el volumen de llenado suele disminuir, por lo que es necesario verificar el peso neto declarado con respecto al peso real introducido en el frasco. PauPack registra el peso declarado y el peso medido en la misma hoja de prueba para evitar discrepancias.

¿Por qué mi frasco sella bien pero aun así se enmohece?

Un sello hermético y el vacío no son lo mismo. Una tapa se cerrará sin problemas en un frasco donde nunca se formó vacío, y el moho aparecerá tres semanas después. Si el botón permanece presionado y el producto se estropea igualmente, significa que el espacio libre era demasiado grande para que el vapor pudiera expulsar el aire.

¿Cuál es la diferencia entre el espacio libre y el nivel de llenado?

El nivel de llenado es donde termina el producto. El espacio libre es el volumen vacío que queda por encima, y ​​es este espacio el que determina el sellado, ya que todo ese aire debe ser expulsado mediante vapor o vacío antes de que la tapa se cierre herméticamente.

¿Puede un mayor espacio libre provocar que la tapa se abombe?

Sí. El aire que queda en un frasco lleno en caliente se expande a medida que el contenido se enfría de forma desigual, y la tapa se abomba en lugar de hundirse. Un espacio libre excesivo en un frasco de vidrio se debe a una decisión de llenado, no a un fallo de la tapa, por lo que una tapa más pesada rara vez soluciona el problema.

¿Cómo se mide el espacio libre en una línea de producción?

Un medidor de profundidad contra el borde, en un número fijo de unidades por turno, con el frasco nivelado. Las comprobaciones de peso por sí solas no detectarán una variación en el espacio libre del frasco de vidrio cuando alguien lo rellena discretamente para mantener el peso declarado.

¿El diámetro del frasco influye en el espacio libre que debo utilizar?

Sí, porque un frasco más ancho tiene mayor superficie para el mismo espacio. Un espacio de 10 mm en un frasco con orejetas de 82 mm atrapa mucho más aire que el mismo espacio en un frasco de 63 mm, por lo que los diámetros mayores generalmente requieren una línea de llenado más ajustada, no más ancha.

¿Qué ocurre si lleno demasiado un frasco hasta el borde?

La salmuera termina en la superficie de sellado, y el revestimiento queda en contacto con jugo de pepinillos en lugar de vidrio limpio. El paquete puede sellar correctamente y aun así fallar durante el transporte. Para la mayoría de los cierres de rosca, cualquier cosa a menos de 4 mm del borde es arriesgada.

¿El espacio libre en el envase es diferente para los envases pasteurizados?

Sí, así es. Un envase pasteurizado o esterilizado calienta todo el frasco después de taparlo, por lo que el contenido se expande dentro del recipiente cerrado. Estas líneas tienen un espacio libre mayor y una lengüeta más gruesa, y el objetivo se establece en función de la temperatura del túnel en lugar de la temperatura ambiente de llenado.

¿Cómo confirma PauPack un objetivo de espacio de cabeza?

Llenamos frascos de muestra con tres niveles de espacio libre alrededor del valor objetivo, los tapamos con el cierre del cliente y, una vez enfriados, medimos la profundidad del vacío, la integridad del sellado y el perfil de la tapa. El informe indica el nivel que selló correctamente en los tres niveles, y este se convierte en la referencia para la producción en masa.