Основні матеріали у виробництві металевої тари

Тема 3. Металеві матеріали і тара, скло і скляна тара

План

Основні матеріали у виробництві металевої тари.

Допоміжні матеріали у виробництві металевої тари.

Скляна тара.

Основні матеріали у виробництві металевої тари

Для виготовлення металевої тари використовують основні ма­теріали підприємств чорної та кольорової металургії. Підприємс­тва чорної металургії випускають такі види жерсті:

• чорна холоднокатана лакована;

• біла холоднокатана гарячого лудження;

• біла холоднокатана електролітичного лудження;

• електролітично-хромована лакована;

• алюмінірована.

Жерсть чорна холоднокатана лакована буває чорна (звичай­на) і чорна тонка, які поділяються на марки: ЧЖ-1 (чорна жерсть нормальної твердості), ЧЖ-2 (чорна жерсть підвищеної твердо­сті) та ЧЖ-3 (чорна жерсть загального призначення).

Жерсть білу гарячого лудження отримують шляхом занурен­ня листів жерсті у розплавлене олово.

Їх класифікують за ступенем твердості стальної основи залеж­но від товщини покриття олова. За станом поверхні та дефектів форми їх поділяють на класи, групи, марки (рис. 3.1).

*ГЖК — гарячелуджена жерсть консервна;

**ГЖР — гарячелуджена жерсть різна

Рис. 3.1. Класифікація білої жерсті гарячого лудження

Жерсть білу електролітичного лудження отримують шляхом електролітичного лудження жерсті в лужних, кислих та галогені-дних електролітах. Єлектролітичне лудження порівняно з гаря­чим — значно продуктивніше; забезпечує більш рівномірне по­криття оловом, товщину якого можна регулювати диференційо­вано, покриттям олова з різних сторін жерсті.

Білу жерсть електролітичного лудження класифікують залеж­но від стану поверхні та дефектів форми листів і штаб, від тов­щини нанесеного шару олова з кожної сторони листа або штаби, від твердості сталевої основи і поділяється на класи, марки, види. (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Класифікація білої жерсті електролітичного лудження

Хромована лакована жерсть — це холоднокатана електролі-тично-хромована жерсть, яка з обох боків покрита шаром лаку або сумішшю масел. Переваги хромованого покриття порівняно з іншими видами покриттів — хромове покриття по відношенню до стальної основи жерсті являє собою катодне покриття, яке об­межує міграцію хрому в товар. На цьому виді жерсті не спостері­гається «мармотизація», що має особливе значення при виробни­цтві харчових консервів, а хромована лакована літографована жерсть має високі декоративні властивості.

Хромована лакована жерсть поділяється на 4 види (рис. 3.3).

Рис. 3.3. Основні види хромованої лакованої жерсті

Алюмінірована жерсть являє собою холоднокатану низьковугле­цеву чорну жерсть, на поверхню якої у вакуумі з обох боків нанесено металевий алюміній. Алюмінірована жерсть поділяється на класи — Al1, Al2, Al3, Al 4, Al 5. Ця жерсть має достатню корозійну стійкість, хороші механічні властивості, високу теплопровідність, легкість, не- токсичність, здатність відображати теплові та світлові промені.

Слово алюміній походить від латинського слова alumen(квас- ці). Щодо поширення на землі, то він займає третє місце після кисню і кремнію. У земній корі знаходиться близько 8 % цього сріблясто-білого матеріалу. Найбільш розповсюдженими мінера­лами для одержання алюмінію вважаються боксити, які містять 30—60 % глинозему (оксиду алюмінію). Для одержання 1 т алю­мінію потрібно в середньому 2 т глинозему або 4 т бокситу. Про­цес цей енергомісткий (на виплавку 1 т алюмінію необхідно за­тратити 14 тис. кВт/год електроенергії).

Світове виробництво алюмінію в кінці 90-х років ХХ ст. уже перевищило 20 млн т на рік.

Підприємства кольорової металургії поставляють такі матері­али:

• тонкий прокат алюмінію;

• тонкий прокат алюмінієвих сплавів;

• лаковану алюмінієву стрічку;

• алюмінієву фольгу.

Більше 90 % потреби України у фользі досі задовольняється за рахунок поставок її по імпорту із 38 країн світу, у першу чергу із Росії, а також із Німеччини, Чехії, Словакії, Австрії, Індії, Слове­нії, Естонії.

На основі алюмінієвої фольги освоєно виробництво багатоша­рових комбінованих матеріалів з високими бар’єрними властиво­стями. В їх числі переважає фольга каширована папером або полі­пропіленовою плівкою.

Комплексною програмою розвитку кольорової металургії України на період до 2010 р. прогнозується поетапний ріст спо­живання пакувальних матеріалів на основі алюмінієвої фольги і планується доведення об’єму споживання даного виду продукції в 2005 р. до 16 тис. т.

Крім гладкої фольги побутового призначення товщиною 14 мкм, планується виготовляти такі матеріали:

• забарвлена фольга з багатокольоровим друком для конди­терської промисловості;

• алюмінієва фольга (товщиною 25 мкм) з багатокольоровим друком і термозварним лаком для фармацевтичних блістерів тов­щиною 40 мкм для кришок йогуртів, соків тощо;

• забарвлена алюмінієва фольга каширована папером для па­кетів різного призначення (морозиво);

• алюмінієва фольга каширована сухим способом з термозвар-ною плівкою для пакетів з концентрованими сухими супами, шо­коладом, печивом;

• плівка з багатошаровим друком, каширована сухим спосо­бом алюмінієвою фольгою і термозварною плівкою для пакуван­ня кави, сухого молока, сублімаційних продуктів.

У США на пакувальні цілі використовується близько 60 % усього алюмінієвого прокату, в країнах Європи — 30 %. При цьому, на американському ринку алюміній переважно викорис­товується для виготовлення банок (до 85 % усього прокату), а в Європі переважає пакувальна фольга (65 %).

Завдяки особливим властивостям алюмінію (легкість, моро­зостійкість, рециклічність тощо), найбільш високим попитом користується фольга (товщина 6—250 мкм) і різноманітні ком­біновані матеріали на основі фольги з багатокольоровим дру­ком (до 8-ми кольорів), покриті термостійким або захисним лаком.

Із алюмінію та його сплавів виготовляють: гнучкыпакувальні матеріали, напівжорсткі — товщиною 20—100 мкм і жорстку алюмінієву тару.

До гнучких матеріалів відносять алюмінієву фольгу. Вона яв­ляє собою тонкопрокатане до товщини 6-250 мкм листове полот­но алюмінію. Для пакування використовують фольгу м’ яку або напівжорстку з лаком чи без нього, марок А5 і А6.

Розплав алюмінію обробляють спеціальними флюсами і хлор­но-азотною сумішшю з наступною фільтрацією на керамічних фільтрах. Відлита вона товщиною до 10 мм направляється на прокатку до товщини 0,5 мм. Після цього стрічка піддається об­робці у камерних печах в атмосфері азоту, охолоджується і про­катується на фольгопрокатних станах. При цьому одержують фоль­гу товщиною до 6 мкм.

Алюмінієва фольга характеризується багатьма ознаками:

• водо-, газо-, жиронепроникність фольги забезпечується фізичними властивостями металу. (Завдяки упорядкованій сіт­ці атомів металу). Крізь неї не можуть проникати гази (крім водню);

• непрозорість і висока світловідбиваюча здатність забезпе­чує захист продуктів від ультрафіолетового опромінення, напри­клад, тому м’ясо зберігає своє природне забарвлення, а молоко- продукти — галогенну структуру;

• інертність і гігієнічність дозволяє використовувати алюмі­нієву фольгу для всіх харчових продуктів, особливо в асептично­му пакуванні. Не допускається, алюмінієва упаковка без спеціаль­ного покриття для консервування і довготривалого зберігання, оскільки іони металу мігрують у харчові продукти;

• формування, пластичність і здатність набувати заданоъформи (фігурні кондитерські вироби);

• алюміній немагнітний матеріал, він не притягується і нттт и- ми металами і тому використання фольги для пакування на ма­шинах не викликає труднощів;

• можливість комбінування з іншими матеріалами. Розроб­лені і застосовуються промисловістю такі пакувальні мате­ріали:

> буфлен — папір/фольга/поліетилен;

> лафолен — лавсан/фольга/поліолефіни;

> цефлен — целофан/поліетилен/фольга/поліетилен;

> ламістер — лак/фольга/поліпропілен.

Недоліком фольги вважається недостатня механічна міцність. Алюмінієва фольга і пакувальні матеріали на її основі застосо­вуються практично у всіх галузях промисловості:

• гладка алюмінієва фольга — у кондитерській промисловості для упакування шоколаду;

• тиснена і забарвлена — для декорування горловин пляшок із шампанськими винами і шоколадних виробів складної геометрич­ної форми;

• із захисним лаком — для пакування плавлених сирків;

• з термозварним лаковим покриттям — для пакування смета­ни, йогурту, майонезу, сиру кисломолочного, десертів та інших кисломолочних продуктів;

• каширована пергаментом, підпергаментом, сульфітним па­пером — для пакування жировмісних продуктів, морозива типу «брикет», у кондитерській і тютюновій промисловості;

• ламінована полімерними плівками — для пакування продук­тів дитячого харчування, сухого молока, кави, соків, кондитерсь­ких виробів, прянощів, харчових концентратів, продуктів сублі­маційної сушки, горішків;

• забарвлена з багатокольоровим друком — для кондитерської промисловості;

• з багатокольоровим друком і термозварним лаком (товщи­ною 25 мкм) — для кришок йогуртів, соків тощо;

• забарвлена каширована папером — для пакетів різного при­значення (морозиво, солодощі тощо);

• каширована папером, з багатокольоровим друком і каширо-вана сухим способом з термозварною плівкою — для пакетів з концентрованими супами, шоколадом, печивом;

• плівка з багатокольоровим друком, каширована сухим спо­собом алюмінієвою фольгою і термозварною плівкою — для па­кування кави, сухого молока, сублімаційних продуктів.

Розрізняють такі види алюмінієвої фольги: ФГ, стерал-кон, ФЛ.

Алюмінієві лаковані стрічки поділяються на такі марки: алю­мінієва консервна для банок (АКЛ), алюмінієва консервна для кришок (АЛК), алюмінієва різного призначення (АЛР), алюмініє­ва різного призначення та для банок під нестерилізовані продук­ти (АЛРК).

Високі бар’єрні властивості (зокрема за непроникність алюмі­нієвої фольги для багатьох компонентів), стерильність, тепло­провідність і жаростійкість сприяють збереженню вітамінів і аромату упакованих у неї продуктів. Фольга зберігає первинний вигляд і якість упакованого продукту, попереджує його висихан­ня при замороженні.

Комбіновані багатошарові матеріали, які містять алюмінієву фольгу, використовують для асептичного пакування харчових рі­дин, виготовлення тари під продукти, які вимагають гарячого фа-сування.

В основному нині застосовується фольга 6,2 і 7,3 мкм, хоча в майбутньому прогнозується масове виробництво алюмінієвої фо­льги товщиною 5,1 мкм. Вирішення цих проблем дає можливість алюмінієвій фользі успішно витримувати гостру конкуренцію з боку металізованих у вакуумі плівок і нових видів полімерних матеріалів.

За даними Держкомстандарту, у 2003 р. в Україну було імпор­товано 8692,5 т алюмінієвої фольги товщиною не більше 0,2 мм із 37 країн світу. Основна частка припала на європейську фольгу — 78,5 %, 19 % -на поставки із СНД, 1,5 % — на країни Азії. Частка фольги на основі паперу, картону і полімерних матеріалів склала близько 50 % від загального об’єму поставок. Лідерство у поста­вках ламінатів для оліє-жирової продукції належить фінській фо­льзі — до 70 %.

Крупним виробником фольги і матеріалів на її основі в Росії є ВАТ «Саянал». Компанія випускає практично всі види фольги, які використовують у харчовій промисловості. В асортименті фольга товщиною 0,006-0,25 мм, оброблена різними лаками, тис­нена з фігурними малюнками, каширована і ламінована, а також пакувальні матеріали на її основі з використанням полімерів, па­перу, картону і їх поєднань.

ВАТ «Петербургська фольга» поставляє термолаковану, ка-шировану і ламіновану фольгу, алюмінієві туби, а також формоч-ки-касалетки для короткотривалого зберігання продуктів, які піддаються глибокому заморожуванню і наступному термообро-бітку.

НПГ «Технологія» представляє на українському ринку продук­цію угорського виробника алюмінієвої фольги і гнучких пакува­льних матеріалів. В асортименті поставок переважає фольга тер­моформована для харчової і фармацевтичної промисловості, для упакування сиру, забарвлена і незабарвлена фольга для конди­терської промисловості, каширована фольга для кондитерської промисловості, каширована фольга для пакування масла, марга­рину, кисломолочного сиру, а також гладка фольга для наступної переробки (ламінації).

Із Словенії надходять пакувальні матеріали широкого спектра: алюмінієва фольга чиста, термолакована та ламінована для кон­дитерської, харчової та молочної промисловості (упаковка для шоколаду, цукерок, кави. соусів, сирів, йогуртів, паштетів); кап­сули для шампанських вин та алкогольних напоїв; фольга для блістеру, стрін-фольга для фармацевтичної промисловості; ламі­нати для тютюнової промисловості.

Широке використання алюмінію для виготовлення упаковок обумовлене його властивостями. Серед різних видів упаковки з алюмінію можна відзначити дві групи: об’ ємну (банки, туби, ба-лони, кеги) та упаковку з використанням алюмінієвої фольги. Сучасні сумарні світові потужності з виробництва алюмінієвих банок дають змогу кожному спожити напоїв по 4 банки на рік. Близько 45 % цих потужностей припадає на США, забезпечуючи 60 % пива та 50 % безалкогольних напоїв в алюмінієвих банках. У Європі цей відсоток у середньому дорівнює 25 і 19 відповідно. Помітний динамічний розвиток цього виду упаковки в країнах Східної Європи (у Польщі за останні п’ять років виробництво пива в банках із алюмінію збільшилося в 10 разів), Китаї та краї­нах Південної Америки.

Досить інтенсивно зростає виробництва аерозольної упаковки. Вона складається із балона, клапана, розпилювальної головки і кришки. Балон виготовляється з алюмінію або з жерсті, а клапан вважається головною і найбільш технічно складною частиною аерозольної упаковки.