Металлическая тара (банки)

Для изготовления штампованных банок обычно применяют белую рулонную или листовую холоднокатанную жесть, для литографированных банок – белую листовую жесть, так как имеющееся оборудование приспособлено для нанесения печати только на листы.

Кроме белой жести в производстве консервной тары применяется черная или хромированная рулонная жесть, покрытая с обеих сторон лаком. Такая жесть более дешевая по сравнению с белой и используется главным образом для производства укупорочных изделий.

На протяжении многих лет в развитых зарубежных странах тара из белой жести для расфасовки пищевых продуктов длительного хранения занимала первое место среди других видов тары. Кроме того, белая жесть – прекрасный материал для печати и лакирования. Однако, в связи с тем, что себестоимость производства олова, необходимого для горячего лужения жести, постоянно возрастает, белая жесть заменяется другими видами жести без покрытия оловом.

Один из путей замены белой жести – широкое применение алюминия и его сплавов (преимущественно с магнием и марганцем для повышения прочности).

Алюминий. Высокие антикоррозионные свойства алюминия и его сплавов, а также хорошие механические свойства (штампуемость, эластичность) этих материалов, их лёгкость и высокая теплопроводность обусловили применение алюминиевой тары в пищевой промышленности. В последнее время возрос удельный вес алюминиевой консервной тары, а также других видов алюминиевой тары в пищевой промышленности.

Высокие темпы роста производства алюминия, разнообразие видов тары и упаковки из алюминия определяются рядом свойств: плотность алюминия в 3 раза меньше плотности жести; прекрасная формуемость, пластичность и хорошая термостойкость; микробиологическая устойчивость; высокая светоотражательная способность; возможность комбинирования с другими материалами.

Широкое применение алюминиевых материалов связано также с развитием асептического консервирования, увеличением выпуска замороженных пищевых продуктов, возрастающими требованиями к увеличению сроков хранения. К основным видам упаковочных материалов и тары из алюминиевого сплава относятся:

−    жёсткая алюминиевая тара для расфасовки консервированных продуктов (мясных, рыбных, плодоовощных, пива и др.);

−    полужёсткий материал толщиной 0,02…0,11 мм;

−    гибкий или мягкий материал с использованием алюминиевой фольги.

Алюминиевая фольга применяется в модификациях с различной толщиной – от 20 мкм (для комбинирования с картоном, бумагой или пластиком) до 80 мкм (для подносов и т.д.). Очень тонкая фольга имеет микроскопические отверстия, но покрытие лаком запечатывает их и делает фольгу непроницаемой для паров, влаги и кислорода. Внешний вид каждой из сторон фольги различен: одна сторона матовая, другая – блестящая.

Водно-аммиачная паста применяется в жестянобаночном производстве для герметизации тары используют водно-аммиачную пасту, представляющую собой коллоидно-дисперсную систему, основным компонентом которой является натуральный или синтетический латекс. Уплотнительные пасты изготовляют также на основе других полимеров (поливинилхлорида, эпоксидных смол и др.).

Пасты для герметизации жестяной тары предназначенны:

а) для цилиндрических концов (паста наносится через сопло под давлением сжатого воздуха);

б) для фигурных крышек и донышек (паста наносится через сопло методом налива, а также путём передачи пасты с патрона, периодически опускающегося в ванночку с пастой, и передающего жидкую пасту на поле крышки);

в) для продольного шва сборных банок (паста наносится распылением).

При упаковке продуктов в жестяную тару необходимо учитывать, что могут иметь место разнообразные виды воздействий упакованных продуктов на тару. Многие продукты способны взаимодействовать с самим оловом, но это рассматривается как меньшее зло, поскольку растворение железа не происходит до тех пор, пока не растворится олово. Без оловянного покрытия коррозия стали быстро привела бы к образованию мелких отверстий в контейнере. Взаимодействие продуктов с оловом, однако, также вредно, поскольку во многих случаях оно вызывает обесцвечивание продукта и появление «металлического» привкуса.

Ионы олова, алюминия, меди, свинца и других металлов представляют серьезную опасность для здоровья вследствие их способности накапливаться в организме людей и животных, приводя к различного рода заболеваниям.

Припои. Для пропайки продольного шва сборных банок применяют оловяно – свинцовый сплав (припой).

Для жестянобаночного производства чаще всего используются припои в виде прутков и ленты. Припои должны быть однородны по составу.

После пайки корпус подвергается отбортовке, при которой в месте нахлестки продольного шва края жести стремятся сдвинуться один относительно другого. Припой обладает временным сопротивлением разрыву, которое в 7 – 8 раз меньше сопротивления, оказываемого белой жестью. Разрыва в месте нахлестки не происходит потому, что относительное удлинение припоя в 2 – 2,5 раза больше удлинения основного металла.

Паяльная жидкость (флокс) применяется для очистки поверхности жести. При изготовлении корпусов сборных банок флоксом перед пайкой смазывают продольный шов.

Флокс должен удовлетворять следующим требованиям: улучшать смачивание поверхности жести жидким припоем; удалять с поверхности жировые вещества, а также другие загрязнения и окислы металлов; не оказывать корродирующего действия на жесть и припой; не загрязнять поверхность консервных банок; не оказывать вредного влияния на их содержимое.

В жестяно-баночном производстве применяют канифольную и олеиновую паяльные жидкости. Паяльные жидкости, не содержащие канифоли, сильнее действуют на металл консервных банок, чем канифольная жидкость. Но канифольная жидкость плохо смывается с банок и загрязняет механизмы корпусообразующей машины.

Флюсы применяются для очистки расплавленного припоя и предотвращения его окисления, а также для очистки и облуживания паяльного вала корпусообразующей машины. Наиболее часто в качестве флюсов используют хлористый цинк или смесь «хлористый цинк – аммоний».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Технология изготовления металлических банок

 

Примерно до 1970 г. банка, спаянная из трёх фрагментов, была более или менее стандартной. С тех пор было сделано множество усовершенствований. Конструкция трёхчастной банки: плоский прямоугольный кусок жести формуется в цилиндр и спаивается, образуя боковой шов. Круглые жестяные части крышки механически закрепляются на фланцах цилиндра, предварительно отбортованных. Один из этих торцов закатывается изготовителем банки, а другой – упаковщиком после её заполнения. Последовательность изготовления сборной и цельноштампованной банок представлена на рис. 1.

Цельноштампованные банки изготовляются путём вытяжки тонкого металла с применением специального инструмента.

Изготовление сборных металлических банок состоит из следующих этапов: раскроя жести, изготовления концов, изготовления корпусов, закатывания, испытания банок на герметичность.

Штампованная банка отличается от сборной отсутствием продольного и нижнего закаточного швов, что делает её более герметичной. Такие банки применяются в тех случаях, когда требуется тара различной формы (прямоугольная, овальная) и в количестве, обеспечивающем потребность небольших предприятий.

Основные этапы производства

Первый, он же самый простой и менее трудоёмкий, этап заключается в том, что нужно доставить к станку рулоны из жести или алюминия. После этого по всей длине рулона наносится тонкая масляная плёнка толщиной 0,1-0,5 мм. Следующая операция – вытяжка листа через специальный пресс.

Основная задача такого пресса заключается в том, что на выходе мы должны получить форму с мелкими контурами для будущей чаши. Стоит заметить, что контуры зависят от непосредственного назначения будущего изделия. То есть пресс может его изменять, что задаётся в настройках. Это же касается и размеров будущей банки.

Параллельно изготавливается дно и крышка. Под полученное дно и крышку подгоняют заготовку с контурами (стенку банки). Такое производство банки позволяет добиться высокого качества продукции. После этого применяется обработка машиной для обрезания краёв.

Необходимое оборудование

Безусловно, процесс полностью автоматизирован, поэтому основные затраты – это покупка технологической линии. Её стоимость напрямую зависит от производительности. Если вы планируете открыть большой цех по производству изделий из жести, то и оборудование нужно соответствующее.

Итак, первое, что нужно купить, – это устройство для обрезания краёв с банок. Затем покупаются станки для изготовления жестяных изделий. Простыми словами, это технологическая линия, с высоким уровнем автоматизации, позволяющая на выходе получить готовую банку, которая в дальнейшем заполняется пищей также на специальной машине.

 

Основное устройство – это автоматический депаллетайзер. Помимо этого устанавливается конвейер, наполнитель, а также укупорочное устройство. Также можно установить термоупаковывающую машину. Мощность техники зависит опять же от необходимой производительности.

Производство жестяной упаковки: основные моменты

Как было отмечено выше, производство идёт одновременно на нескольких линиях. На одной линии изготавливается корпус, на второй – дно и крышка. В зависимости от типа банки используются несколько способов создания «тела» банки.

Согласно первому способу, жесть режется на мерные длины, затем каждая заготовка проходит насечку. После этого материал поступает в машину формообразования, где приобретает форму цилиндра. Здесь происходит отбортовка продольного шва, а также окончательное формирование диаметра.

Если же речь идёт о производстве цельных банок вторым способом, то тут всё гораздо проще и значительно быстрее. Рулон жести поступает на специальный пресс, который вытягивает заготовку. После этого механическим способом вырубывается, а затем отбортовывается горловина.

Затем следуют завершающие этапы, такие как лакировка внутренней поверхности, а также окончательное затвердение покрытия. Заключительный этап, прохождение специального детектора, контролирующего соблюдение стандартов и норм.

Технология соединения шва

Помимо того что существует несколько способов изготовления корпуса, есть и 2 актуальных и эффективных метода получения шва. Это сварка и пайка.

Перед началом работы заготовка проходит через специальный калибрующий венец, основное назначение которого – создание нахлёста на краях заготовки, а также подготовка непосредственно к сварке. После того как шов получен, заготовка по технологической линии поступает на специальную установку, где на швы наносится лак, а затем он высушивается.

Далее упаковка из жести идёт на отбортовку и соединение с донышком, а далее закатывается двойным швом. После того как банка была сформирована, её необходимо проверить на герметичность. Если воздух проходит, то изделие выбраковывается, если нет, проходит непосредственно в продажу. Пайка используется реже, так как это более дорогостоящий метод, который не получил должного развития.

Производство дна и крышки

Если жестяное изделие изготавливается легковскрываемым, то технология одна, если нет, то совсем другая. В принципе, дно и крышка для обычной банки изготавливаются одинаково, поэтому такой метод предпочтительней. Технология выглядит следующим образом. Жестяной лист подаётся в специальную зону штампа. Там происходит вырубка и штамповка. В зависимости от производительности штампующего агрегата определяется количество одновременно обрабатываемых заготовок.

Следующий этап – нанесение герметизирующей пасты. После идёт процесс сушки герметика в специальной небольшой печи. Далее крышка идёт на непосредственное соединение с корпусом. Затем их ставят в вертикальное положение и отправляют по конвейеру.

Способ производства банок, применяемое оборудование и расход материалов определяют себестоимость тары. Основным элементом себестоимости тары является стоимость жести. Поэтому преимуществом изготовления сборных банок является:

а) меньший расход жести для большинства размеров банок, хотя увеличивается потребность в уплотнительной пасте, требуется припой для пайки продольного шва, дополнительное оборудование;

б) более производительное оборудование, что позволяет увеличить выпуск банок на автоматической линии в 2–3 раза и снижает затраты труда; кроме того, сборные банки характеризуются лучшей коррозионной стойкостью, так как при изготовлении таких банок не требуется глубокая вытяжка и, следовательно, покрытие нарушается в меньшей степени.

5. Конструкции металлических  банок

 

Цилиндрическая жестяная банка состоит из трех частей (рис. 1): донышко 3 и крышка 1 банки присоединяются к отбортованному корпусу 2 при помощи закаточного шва.

Корпус банки образуется после свёртывания в цилиндр прямоугольной заготовки (бланка), на которой предварительно загнуты края, последующего склепывания их «в замок» и пропайки продольного шва припоем. Такой шов (рис. 2) состоит из плотно прилегающих четырёх слоёв жести и только на концах корпуса он сделан внахлестку.

На существующих автоматах банки из белой жести изготовляют с продольным швом «в замок». Возможен также продольный шов внахлестку. Однако оголенные кромки корпуса, расположенные внутри банки и находящиеся в контакте с продуктом, быстро окисляются и корродируют..

Для получения продольного шва «в замок» в заготовке-бланке с одной стороны (правой) обрубают уголки, а с другой – заготовку просекают в двух местах (рис. 3). Затем образующиеся поля между просечными и обрубленными уголками загибают в противоположные стороны под углом около 145 градусов. При свёртывании бланка в цилиндр край поля служит упорной базой. Для создания постоянства этого упора целесообразно левое поле делать примерно на 0,5 мм шире правого. При этом внутри шва образуется продольный канал, по которому отводятся газы из шва при пайке. Канал заканчивается у границы нахлёстки внутри корпуса, что предотвращает появление свищей и выдувания припоя в этом месте. Длина загнутых полей определяется конструкцией шва: размеры полей могут быть слева и справа одинаковы (рис. 4, а); одно из них может быть длиннее другого (рис. 4, б и в).