Сировина матеріали способи виготовлення пакувальних матеріалів і тари з металу для м`ясних консервів

Як видно з перерахованих функцій, упаковка грає багатопланову роль, яка стає все більш значимою для світового ринку. Зростанню значення упаковки сприяють найрізноманітніші фактори, у тому числі:

1) самообслуговування в торгівлі - із збільшенням кількості магазинів самообслуговування упаковка починає виконувати функції продавця: вона повинна привернути увагу до товару, описати його властивості, вселити споживачеві впевненість у цьому товарі й зробити сприятливе враження про товар в цілому;

2) зростання доходів населення - збільшення доходів населення означає, що споживачі готові заплатити за зручність, зовнішній вигляд, надійність і престижність поліпшеного впакування;

3) образ фірми й образ марки - товари високої якості в оригінальній упаковці фірми створюють прихильність споживачів саме до цієї фірми, до цієї марки;

4) можливість для новаторства - новаторство в упаковці може принести великі вигоди. Наприклад, німецька фірма «Бішоф і Кляйн» розробила спеціальний папір з покриттям для медичних інструментів одноразового використання, яке забезпечує 100% стерильність і надійність. Високим попитом користується також термозбіжна плівка бельгійської фірми «Хіші пластик», що дозволяє дуже швидко покрити флакон з ЛC. Пошкодження плівки буде означати розтин, тобто порушення цілісності упаковки ЛЗ.

Разом з тим варто звернути увагу і на деякі негативні сторони упаковки:

1) вдосконалення упаковки призводить до зростання цін на товари, зустрічаються випадки, коли упаковка коштує більше, ніж товар;

2) на упаковку витрачаються дефіцитні ресурси, зокрема папір, алюміній, скло, що також призводить до збільшення вартості товару;

3) забруднення навколишнього середовища, тобто екологічні аспекти упаковки. Так, наприклад, близько 40% всіх твердих відходів в США припадає на частку викинутої упаковки. Це створює великі проблеми з її знищенням, які вимагають витрат праці й енергії, що призводить до забруднення біосфери.

Іноді в гонитві за зростанням збуту фірми можуть на упаковці вказати неправильну інформацію, що вводить в оману споживачів. Такі прийоми вважаються недобросовісною конкуренцією. У США в 1966 р. конгрес прийняв закон про приведення достовірної інформації про товар на упаковці та у маркіруванні. У нашій країні такі вимоги закріплені у федеральному законодавстві і відомчих нормативних документах.

1 Сировина для виробництва металевої тари

Матеріалами, що використовуються для виробництва металевої тари, є сталеві та алюмінієві сплави.

Сталь отримують з залізовмісних руд шляхом виплавки в мартенівських або конверторних печах, а спеціальні марки - в електроплавильних печах. Сталь являє собою сплав заліза з вуглецем, зміст якого становить від 0,06 до 2,14%, також містяться домішки марганцю, кремнію, фосфору, сірки, кисню, азоту, водню в частках відсотка і кожна з них надає особливі властивості сплаву. Сталь випускають різних марок та призначення. Сплав з великою кількістю вуглецю називають чавун.

Вуглецевої сталь названа по основному елементу - вуглецю, сильно впливає на структуру і властивості. Його кількість в них не більше 1,35%. Зі збільшенням його змісту зростають твердість, міцність, пружність сталі і знижуються пластичність, відносне подовження. У залежності від ступеня розкислення сталь поділяють на киплячу (кп), напівспокійну (пс) та спокійну (сп). Розкислення - це введення в сплав добавок металів, які знижують вміст кисню в сплаві.

Конструкційні вуглецеві сталі містять вуглець в невеликій кількості (0,06-0,85%), мають високу пластичність, добре обробляються тиском.

Жесть тонколистова вуглецева сталь з покриттям або без нього. Вихідним матеріалом для виробництва жерсті служить гарячекатаний листовий прокат завтовшки 2-2,4 мм з низьковуглецевої сталі марок 08 кп і 08 пс, розкислення алюмінієм або кремнієм. Випускають білу і чорну жерсть. Білу жерсть частіше використовують у виробництві тари для харчових продуктів. Чорну жерсть лакують, хромують, цинку, нікелюють, покривають алюмінієм і використовують для виробництва різних видів тари, але застосування її обмежене по гігієнічних характеристик.

Біла жерсть - тонколистова вуглецева сталь, покрита з обох сторін шаром олова. Олово - сріблясто-білий метал, який має низьку температуру плавлення (232 ° С), високою пластичністю і м'якістю. Олово 99,9% чистоти є безпечним, оскільки вміст свинцю у ньому не перевищує 0,1%, а реально становить 0,05%. Олово стійко до дії холодної та гарячої води, органічних кислот, дуже повільно розчиняється в розбавлених мінеральних кислотах і розчинах лугів і не утворює токсичних сполук з харчовими продуктами. Близько 90% усієї виробленої білої жерсті йде на виготовлення тари для консервів.

Біла жерсть має рівну, блискучу поверхню і хімічно стійка через високу стійкості олова. Біла жерсть має назву «луджена жесть», оскільки основною технологією її отримання є метод гарячого лудіння - нанесення олова на лист сталі з розплаву. В даний час застосовують в основному метод електролітичного лудіння. Тонкий шар олова наносять на сталевий лист з електролітів в гальванічній ванні електрохімічним методом. Електролітичне лудіння - найбільш продуктивний і економний спосіб, оскільки при правильному підборі компонентів і параметрів ванни (щільність струму, концентрація електроліту, час нанесення та ін) вдається одержати міцне, рівномірне покриття, але меншої товщини, ніж при гарячому лудінні. Невелика кількість білої жерсті гарячого лудіння виробляють в основному для виробництва упаковки продукції тривалого зберігання.

Хромовану жерсть використовують для збільшення асортименту металевої тари, так як олово стало дорогим металом, і через зменшення запасів у родовищах стали використовувати лаковані хром, алюміній, нікель.

Хромована жерсть має голубувато-білий колір металевого хрому. Хром має щільність, близьку до щільності заліза, стійкий до окислення киснем повітря і стійкий до дії води, але розчиняється в розбавлених кислотах. Металевий хром малотоксичний і володіє високою корозійною стійкістю, тому застосовується для хромування металевих поверхонь. Хромове покриття більш дешеве, ніж олив'яне, і хром не є дефіцитним металом.

Хромовану жерсть випускають лакованої з обох сторін. Використання хромованої жерсті без додаткового захисного шару неможливо, так як це покриття більш жорстке в порівнянні з оловом і є абразивним, що призводить до більш швидкого зносу устаткування для виробництва банок. Захисні властивості хрому по відношенню до заліза в хромованої жерсті нижче, ніж у олова в лудженої жерсті. Хромована жерсть порівняно швидко розчиняється в кислих середовищах з виділенням водню. Недоліком хромованої жерсті є складність закочування банок з високою швидкістю.

У зв'язку з цим хромовану жерсть використовують для виробництва кронен-пробок, кришок для закачування скляних банок, банок під сипучі харчові продукти, а також для консервування, для виробництва банок під лакофарбові матеріали, сипучі товари побутової хімії, у виробництві комбінованої тари.

Чорна жерсть застосовується для виробництва кронен-пробок для закупорювання пляшок, однак її не використовують для пакування харчових продуктів, а частіше використовують при виробництві споживчої тари для непродовольчих товарів. Покривають лаковими покриттями для захисту від корозії і застосовують в обмеженому асортименті внаслідок низьких естетичних властивостей і більш високого ступеня схильності корозії.

Оцинкована жерсть (оцинкована сталь) застосовується для виробництва споживчої і транспортної тари для непродовольчих товарів. Цинк - світло-сірий легкоплавкий (419 ° С) метал, стійкий до атмосферних впливів завдяки утворенню захисної оксидної плівки. Цинк застосовують для отримання захисних покриттів на сталевих виробах. Якісне цинкове покриття має характерний морозний візерунок з кристалів цинку.

Цинкові покриття не витримують впливу гарячої води, харчових, мінеральних кислот і лугів. Сполуки цинку токсичні, тому на вироби, призначені для контакту з харчовими продуктами, цинкові покриття не наносять.

Алюміній - основний компонент алюмінієвих сплавів. Алюміній отримують з бокситових руд електролізом розплаву солоних сполук у присутності кріоліту, що знижує температуру плавлення. Алюміній має низьку щільність (2200 кг/м3), він дуже пластичний і м'який. Відомо, що на поверхні алюмінію утворюється тонка, міцна оксидна плівка, що забезпечує йому стійкість до атмосферних впливів, впливу органічних кислот, лугів, аміаку і т. д. Вартість алюмінію в 3 ~ 4 рази вище жерсті, проте алюміній легше, так що питома вартість одиниці маси продукції порівнянна.

Алюмінієві сплави по способі виготовлення з них виробів поділяють на деформуються - Д (одержувані методами пластичної деформації, наприклад, банки, туби, балони) і ливарні - JI (виготовлені литтям, наприклад, обручі для фляг).

Деформуємі алюмінієві сплави класифікують на зміцнюється і неупрочняемие за допомогою термообробки. Зміцнює деформуються сплавами алюмінію є дуралюмина марок д1 і д2 (цифри показують номер сплаву). Основний легуючий елемент даних сплавів - мідь (3,8-4,8%); в сплаві містяться також магній (0,4-2,3%), марганець (0,4-0,8%). Легуючі елементи надають дюралюмінами твердість, міцність і деяку пластичність. Ці властивості закріплюються при термообробці. Для корозійної стійкості листи з дуралюмина піддають плакіровке, тобто покривають шаром чистого алюмінію з наступним нагріванням і прокаткою.

До деформується алюмінієвих сплавів, неупрочняемим термічною обробкою, відносяться сплави алюмінію з марганцем і магнієм марок АМц (марганцю до 1,8%) і AMrl - АМг6 (цифри показують середній вміст магнію). Ці сплави відрізняються підвищеною стійкістю до механічних навантажень, корозії. Для зміцнення поверхні сплаву проводять нагар-товку (відбиття).

Ливарні алюмінієві сплави мають гарну рідко-плинністю, малою усадкою, пористістю. Більшість марок цих сплавів розшифровуються так: АЛ (цифра) - алюміній ливарний; цифра означає порядковий номер сплаву, хімічний склад якого регламентується стандартом. Найбільш широко використовують алюмінієві ливарні сплави I групи з кремнієм (силуміни). Силуміни не піддають термічній обробці, їх міцність підвищують шляхом додавання модифікаторів. У сплавах для виробів, що контактують з харчовими продуктами, вміст свинцю не повинно перевищувати 0,15%, цинку - 0,3%, миш'яку - 0,015%, домішка берилію не допускається.

Алюміній добре прокочується в тонку фольгу, яка застосовується для виробництва напівжорсткої металевої упаковки і комбінованих матеріалів. Товщина алюмінієвої фольги становить від 10 до 200 мкм. При калібруванні (прокатці через останню пару валів) прокочують здвоєні смуги фольги, тому внутрішня сторона їх злегка матова, а зовнішня - з дзеркальним блиском, але їх властивості ідентичні. Дуже тонка фольга має мікророзриви або тріщини, ці отвори роблять її проникною для парів води і кисню, тому потрібна спеціальна обробка лаком. Ливарні і деформуючі алюмінієві сплави використовують для виробництва тари як споживчої, так і транспортної («молочні» фляги).

2. Виробництво металевої тари

Розглянемо виробництво металевої тари. Для того щоб її отримати, необхідно одержати сировину (метал).

Виробництво білої листової жерсті. Технологічний процес включає наступні стадії обробки:

• холодна прокатка вуглецевої сталі;

• електролітична очищення поверхні для видалення нерівностей, окисленого шару;

• відпал;

• обезжирення і підготовка смуги до основного процесу - лудіння;

• електролітичне лудіння;

• нарізка на листові заготовки.

Товщина шару олова визначає термін придатності банки, оскільки у разі порушення цілісності покриття в процесі виробництва або при зберіганні упакованого продукту, що містить воду, солі і т. п. У цих місцях жерсть починає швидко іржавіти в присутності вологи через виникнення гальванічної пари олово-залізо (електрохімічна корозія). Тому чим товще шар олова, тим більше тривалість його захисної дії.

При виробництві напівфабрикату листового або рулонного матеріалу для виробництва банок покриття прийнято ділити по товщині на три класи: I клас - 2,8 г/м2, II клас - 5,6 г/м2, III клас - 11,2 г/м2 з кожною зі сторін аркуша. Товщина покриття III класу досягає 1,5 мкм. При гарячому способі лудіння середня витрата олова становить 20 г/м2, а середня товщина шару 3 мкм (коливання 1,6-5 мкм). Товщина сталевого листа складає близько 200-250 мкм (0,20-0,25 мм).

Жесть з покриттям III класу практично не виробляється з-за великої витрати олова. Найбільш часто використовується біла жерсть марки ЕЖК II класу. Для збільшення її корозійної стійкості застосовують додаткове лакування поверхні олова, а також інші прийоми.

Підвищення корозійної стійкості білої жерсті полягає в наступних технологічних операціях:

• Пасивування, тобто отримання тонкої оксидної плівки товщиною 1-2 мм на поверхні олова. Для цього поверхню жерсті електролітичного лудіння обробляють окислювачами

в спеціальних ваннах. Пасивування сприяє підвищенню стійкості олова до сірководню, що виділяється з продукту при стерилізації м'яса, риби, деяких овочів;

• нанесення масляної плівки знижує тертя і, отже, ймовірність пошкодження олова при обробці металу. Замість рослинного масла зараз використовують органічні синтетичні ефіри з низьким коефіцієнтом тертя;

• лакування поверхні здійснюють полімерними смолами (епоксиди, акрилати). Шар лаку захищає олово від пошкодження. Найбільше застосування знаходить епоксіфенольний лак, який дозволений для контакту з харчовими продуктами. Тонка плівка висохлого (за рахунок хімічної реакції отвердіння) лаку є інертною і не переходить у розчин. Консервну стрічку покривають також фенольно-масляними лаками, білково-стійкими емалями та ін

Важливу роль у підвищенні стійкості олов'яного покриття грає зменшення пористості покриття. Швидкість корозії знизилася, якщо б вдалося отримати щільне, непористі покриття. Недоліком є те, що покриття олова на білої жерсті завжди виходить пористим. Чим тонше шар олова, тим більша ймовірність отримання системи сполучених пор, які відкривають шлях для проникнення вологи усередину покриття, до поверхні сталі. У більш товстих шарах (наприклад, 4-5 мкм) олова гарячого лудіння найімовірніше, що пори перекривають один одного, і така жерсть краще захищає шар заліза від окислення.

Виробництво жерстяних банок. Розрізняють літографовані і нелітографірованние банки, закупорені подвійним закаточні швом. Технологічний процес проходить на двох паралельних лініях - виробництво корпусу і кришки і (або) денця. Виготовлення денець і кришок аналогічно для всіх типів банок Стадії виробництва корпусу розрізняють залежно від типу банки У збірної («трехчастной») банку формується поздовжній шов на корпусі.

Виробництво банок I типу. Листова жерсть розрізається на заготовки - бланки. З штабеля банки по одному проходять вузол насічки. У вузлі формоутворення заготівля приймає циліндричну форму заданого діаметра, а поздовжній шов отбортовивается.

Залежно від технології з'єднання шва проводиться способом зварювання або пайки.

Спеціальний калібруючий вінець оформляє нахлест країв заготовки, щоб підготувати її до зварювання. Після зварювання корпус банки надходить на установку, де на внутрішню і зовнішню поверхні зварного шва наносять лак і сушать його. Потім корпус отбортовивают і поєднують у фальц з попередньо підготовленим денцем, потім закочують подвійним швом. Після формування банки її контролюють на герметичність. Негерметичні банки вибраковують.

Виробництво цільних банок II типу найпростіше. Листовий або рулонний матеріал надходить на прес, де проводиться глибока витяжка металу, потім механічна вирубка і відбортовка горловини; лакування внутрішньої поверхні і затвердіння лаку.

Виробництво решт, тобто денець і кришок, відбувається по-різному, в залежності від того, мають вони пристрій для полегшення скресання (легковскриваемие кришки) чи ні.

Якщо денця і кришки однотипні (для звичайних збірних банок), їх виготовлення однаково. Лист надходить у зону штампа, і виробляється штампування-вирубка одночасно декількох заготовок. Відштамповані кришки (денця) передаються по транспортеру для подвівкі і гумітірованія, тобто введення в фальц кришки ущільнювальної, герметизирующей пасти. Потім пасту підсушують в тунельній печі. Денця для збірних банок направляють на з'єднання з корпусом Кришки переводять у вертикальне положення і направляють на упаковку.

При виготовленні банок для консервів застосовують такі матеріали:

• жерсть холоднокатана біла, листова або рулонна марок ЕЖК, ЕЖК-Д і ГЖК;

• жерсть біла холоднокатана гарячого лудіння в рулонах;

• жерсть біла листова лакована (за нормативною документацією);

• жерсть біла листова і рулонна (за НД);

• жерсть біла листова літографована (за НД);

• жерсть, хромована лакована марки ХЛЖК;

• алюмінієва лакована стрічка або листи (за НД);

• припій олов'яно-свинцевий з номінальним вмістом олова 40%;

• ущільнювальні пасти (за НД);

• матеріал лакофарбовий шовний (за НД).

Сталеві бочки роблять двома способами: зварним і західним. Це означає, що з'єднання ден з корпусом виконують або методом зварювання, або механічним способом - закачуванням. Бочки виробляють двох типів: тип I - з незнімними денами і тип II - зі знімним верхнім дном. Бочки повинні бути стійкими до внутрішньої середовищі, тому обов'язковою вимогою є непроникність швів.

2.1 Виробництво металевих банок для м'ясних консервів

Металеві банки в якості пакувального кошти для м'ясних консервів все активніше тісняться скляними банками та полімерними матеріалами. Однак, збираючись у похід, в експедицію, набуваючи продукт для явно тривалого зберігання, ми купуємо тушонку саме в металевій банці, знаючи, що, по-перше, точно довеземо її до місця призначення і, по-друге, що смак продукту залишиться тим самим.

2. Виробництво м'ясних консервів і металевих банок

Металеві банки зберігають за собою як за засобом упаковки та зберігання продукції м'ясної промисловості по парне перше місце. Полімерні матеріали для упаковки різних консервів ще не знайшли широкого застосування.

Дані Держкомстату Росії (див. табл. 1) показують динаміку виробництва різної консервованої продукції з 1995 по 2000 рр.. Основні показники характеризуються невеликим, але стійким зростанням. Це стосується м'ясних та м'ясо-рослинні, молочних, фруктових консервів, соків. Нестабільністю розвитку, деякою стрибкуватість характеризується сектор виробництва консервів рибних та з морепродуктів, овочевих консервів. Різке зниження продуктивності характерно для томатних консервів, а різке збільшення - для натуральних і, зокрема, фруктових соків і дитячих консервів.

Таблиця 1 - Виробництво основних видів продукції харчової промисловості за 5 років (1995-2000 рр.). Млн. ум. Б