thumb|200x200px|Botellas de vidrio (para rodajas de pepino) en palets para su transporte thumb|276x276px|Un tarro de mayonesa soviético thumb|200x200px|Un moderno tarro con cierre de vidrio La fabricación de vidrio implica dos métodos principales: el proceso del vidrio flotado para productos planos, y el vidrio soplado para producir botellas y otros recipientes.
Producción de envases de vidrio
Fábricas de envases de vidrio En términos generales, las fábricas de envases de vidrio modernas operan en tres fases: preparación de las materias primas, proceso en caliente, y postproceso en frío. En la primera, se almacenan y dosifican las materias primas; en la segunda se funde el vidrio mediante hornos y se da forma a los envases utilizando máquinas especiales; y en la tercera se inspecciona el producto, y se embala para ser expedido.
Proceso en caliente La tabla siguiente muestra valores habituales de puntos fijos de viscosidad aplicables a la producción de vidrio a gran escala y para vidrios fundidos en laboratorio:Werner Vogel: "Glass Chemistry"; Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. K; 2nd revised edition (November 1994), Log10(η, Pa·s)Log10(η, P)Descripción 1 2Punto de fusión (homogeneización y afinado del vidrio fundido) 3 4 Punto de Trabajo (prensado, soplado, conformación de gotas) 4 5 Punto de flujo 6.6 7.6 Punto de reblandecimiento de Littleton (el vidrio se deforma visiblemente bajo su propio peso. Procedimientos estándares ASTM C338, ISO 7884-3) 8–10 9-11 Punto de reblandecimiento dilatométrico, Td, dependiendo de la cargaEl punto de reblandecimiento dilatométrico no es idéntico al punto de deformación como a veces se presupone. 10.5 11.5 Punto de deformación (el vidrio se deforma bajo su propio peso a escala μm en unas cuantas horas) 11–12.3 12–13.3 Temperatura de Transición del vidrio, Tg 12 13 Punto de recocido (la tensión desaparece en algunos minutos.) 13.5 14.5 Punto de tensión (la tensión desaparece en varias horas.) Preparación de materias primas Uno de los pasos iniciales del proceso de fabricación del vidrio es el procesamiento de las materias primas, que suelen almacenarse en grandes silos (alimentados por camión o ferrocarril), con capacidad para hasta 5 días de producción. Algunos sistemas incluyen el tamizado de los materiales; su inspección, muestreo y análisis; secado, o precalentado (en el caso del reciclado). Automatizadas o manuales, estas instalaciones pesan y miden los materiales, efectuando su mezcla mediante tolvas, cintas transportadoras, y balanzas para alimentar los hornos. Se preparan cargas de materiales de acuerdo con las diferentes características deseadas (colores y calidades). La disponibilidad y la pureza de los materiales determinan las condiciones de cada lote.
Hornos thumb| Alimentación de un horno de vidrio En el proceso en caliente es donde se dan distintas formas al vidrio fundido. Para mantener su temperatura, los hornos se alimentan lentamente. Suelen funcionar con gas natural o fueloil, con temperaturas de hasta 1.575 °C,B. H. W. S. de Jong, "Glass"; in "Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry"; 5th edition, vol. limitadas solo por la calidad del material del propio horno y por la composición del vidrio. Los tipos de hornos utilizados suelen tener alimentación de oxígeno para mejorar su rendimiento. Su capacidad de producción se suele medir en toneladas métricas por día.
Proceso de conformación left|thumb|Conformación de envases de vidrio Actualmente hay dos métodos primarios de fabricar recipientes de vidrio: el método de soplado y soplado utilizado solo para envases de cuello estrecho, y el método de prensado y soplado utilizado para tarros y recipientes de forma cónica.
En ambos métodos, un flujo de vidrio fundido a su temperatura plástica (1.050–1.200 °C), es cortado con una hoja de cizallamiento para formar un cilindro sólido de vidrio, denominado una "gota" (gob en inglés), con el peso predeterminado necesario para hacer una botella. Ambos procesos se inician con la gota en descendiendo por gravedad, guiada a través de alimentadores y tolvas a los pre-moldes de soplado o prensado según el método, cuyas dos mitades están cerradas y se sellan por arriba mediante un separador.
En el proceso de soplado y soplado, el vidrio es primero soplado a través de una válvula superior, forzándolo a bajar hacia al molde de boca de tres piezas, mientras queda aprisionado del molde del cuello, donde se da forma a los detalles de la boca del recipiente (el anillo para sujetar las chapas o las estrías helicoidales de los cierres de rosca),"The Blow and Blow Method". seguidamente el macho o aguja se retira dejando pasar un primer soplo de aire comprimido que dará lugar a una preforma. Gracias a un brazo de inversión (invert en inglés) se envía la preforma al molde acabador tras girar 180°, donde gracias al segundo soplo, resultará un recipiente totalmente formado.
Como ya se ha indicado, estos recipientes están fabricados en dos etapas. Los moldes de la primera etapa conforman todos los detalles de la boca del recipiente, pero el cuerpo inicialmente queda de un tamaño mucho más pequeño que su medida final. Estos recipientes parcialmente terminados se denominan "parisons", aunque son inmediatamente soplados a continuación para que adquieran su forma final.
Respecto al mecanismo, los "anillos" están sellados por abajo mediante un émbolo. Con el primer soplado, la gota toma su posición, y el émbolo se retira ligeramente, para dejar que la superficie del recipiente se alise. Este soplado procedente de la parte inferior a través del émbolo crea el "parison", quedando el cuello del recipiente en la parte inferior del molde. El cierre se levanta y los espacios se abren, girando ahora el molde 180 grados. Con el cuello del recipiente situado ahora arriba, se termina de dar la forma al recipiente mediante el segundo soplado.
En el proceso de compresión y soplado, el "parison" está formado por un émbolo de metal largo que se eleva e impulsa el vidrio hacia afuera para llenar el anillo y los moldes."Glass-Forming Machine". El proceso entonces continúa como en el caso anterior, con el "parison" transferido al molde de la forma final, y el vidrio soplado en el molde.
Acto seguido, el envase de vidrio es extraído del molde por un mecanismo especial, y es depositado sobre una plataforma donde se enfría con corrientes de aire. Finalmente, las botellas son transportadas a una temperatura controlada para ser sometidas al proceso de recocido.
Máquinas conformadoras Estas máquinas controlan y mueven las partes que dan forma a los envases. Constan de 19 mecanismos básicos que intervienen para formar una botella. Normalmente son accionados por aire comprimido (de alta presión - 3.2 bar y de baja presión - 2.8 bar). Están cronometrados electrónicamente para coordinar todos sus movimientos. La máquina de sección individual (o IS en inglés) es la más utilizada. Tiene un banco de entre 5 y 20 secciones idénticas, cada una con un sistema completo para fabricar envases. Las secciones están en una fila; un alimentador con una tolva móvil les suministra el vidrio. Las secciones pueden a su vez hacer uno, dos, tres o cuatro envases simultáneamente.
Tratamiento interno Después del proceso de conformación, algunos envases —particularmente aquellos destinados para contener productos alcohólicos— se someten a un tratamiento para mejorar la resistencia química de su interior, denominado desalcalización, en general mediante la inyección de un sulfuro o una mezcla de gas conteniendo flúor cuando el vidrio está a altas temperaturas. El gas es típicamente aplicado al envase con el aire utilizado en el proceso de soplado, o a través de una tobera que dirige una corriente del gas a la boca de la botella. El tratamiento hace el envase más resistente a la disolución de álcalis, que puede causar aumentos en el pH del producto, y la degradación del envase en algunos casos.
Recocido Cuando el vidrio se enfría, se solidifica y se contrae. El enfriamiento desigual causa un vidrio débil debido a tensiones residuales internas. Un horno de recocido (conocido en la industria como Lehr) calienta los envases a aproximadamente 580 °C y después los enfría gradualmente durante un tiempo que depende del grosor del vidrio (entre 20 y 6000 minutos).
Postproceso en frío En el postproceso en frío se aplica un espray de recubrimiento de polietileno para mejorar la resistencia a la abrasión y reducir el rozamiento, se etiquetan, se inspeccionan los posibles defectos de los envases, y se empaquetan en contenedores para su expedición.
Equipamiento de inspección thumb|300px|Moderna Fábrica de vidrio Alloa Glass works, en Escocia Los envases de vidrio son inspeccionados al 100%; máquinas automáticas, o a veces personas, inspeccionan cada envase para detectar una serie de defectos (como pequeñas grietas o inclusiones de restos de ladrillo refractario del horno, o gránulos de arena de gran tamaño defectuosamente fundidos), retirando los envases con fallos para ser fundidos de nuevo. Retirar estos envases es especialmente importante debido a que estos defectos incrementan el peligro de rotura del vidrio. Por ejemplo, estos elementos pueden generar cantidades importantes de tensión térmica, causando que el envase se destruya de forma explosiva cuando es calentado.
Otros defectos incluyen las burbujas (denominadas blisters en inglés), las paredes excesivamente delgadas, o el defecto de fabricación que se conoce como lágrimas. En el sistema de compresión y soplado, si un émbolo y su molde están fuera de alineación, o se han calentado a una temperatura incorrecta, el vidrio se adherirá a cualquier elemento y acabará desgarrado.
Además de rechazar los envases defectuosos, el equipo de inspección confecciona estudios estadísticos que se facilitan a los operarios de las máquinas de conformación. Sistemas de ordenador recogen la información necesaria para localizar los moldes donde se estén produciendo fallos. Esto es posible porque cada molde marca con un código de puntos los envases que produce. Los operadores también llevan a cabo una serie de controles manualmente en muestras de envases, normalmente controles visuales y dimensionales.
Procesado secundario A veces las fábricas de envases ofrecen servicios como el etiquetado. Hay muchas tecnologías de etiquetado disponibles. Específica del vidrio es la aplicación de un esmaltado cerámico. Se trata de una serigrafía aplicada al envase con una pintura de esmalte Coca-Cola.
Embalaje Los envases de vidrio son embalados de varias maneras. En Europa son frecuentes los palés con entre 1000 y 4000 envases cada uno. Se forman con máquinas automáticas (paletizadores) que disponen y apilan los envases en capas superpuestas separadas por láminas de apoyo. Otras posibilidades incluyen cajas e incluso bolsas cargadas a mano. Una vez embalados los envases, los nuevos paquetes son etiquetados y almacenados.
Recubrimientos