Металлическая тара (банки)

 

 

Донецкий национальный университет

экономики и торговли

имени  Михаила Туган-Барановского

 

Кафедра «Товароведения и экспертизы непродовольственных товаров»

 

 

 

 

Индивидуальное задание

по дисциплине «Товароведение (упаковочные материалы и тара)»

на тему:

 

«Металлическая тара (банки)»

 

 

 

 

                       Выполнила:

                       студентка группы ТЕМС-11А

                       Сапрыкина Анна

 

                      Проверила: к.т.н., доцент Васильева И. И.

 

 

 

 

 

 

 

 

Донецк 2014

 

План

 

 

Введение		3
1.	История металлической упаковки, современные тренды и тенденции	4
2.	Классификация металлических банок	7
3.	Материалы для изготовления металлических банок	9
4.	Технология изготовления металлических банок	13
5.	Конструкции металлических банок	18
6.	Стандартизация металлической тары. Транспортирование и хранение	25
7.	Преимущества и недостатки металлической тары	27
Выводы		28
Список используемой литературы		29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Металлическая упаковка представляет собой один из самых древних видов упаковки и, более того, жестяная упаковка сейчас не только не утратила своих позиций на рынке упаковочных материалов, но и завоевывает все большую популярность. В древние времена из металла изготавливали тубы различных размеров, бонбоньерки, коробки для леденцов, подарочные упаковки и многое другое. Упаковка из металла выгодно отличается от других видов упаковочных материалов своей прочностью, гибкостью, легкостью нанесение росписи, изображений, рисунков, наклеек.

Жестяная тара в современном мире используется для упаковки и хранения различных видов продуктов, материалов, а именно для: сыпучих приправ, чая, кофе, табака, пряностей, напитков, подарков и документов особой важности. Упаковка из жести изготавливается для продуктов, которые нуждаются не только в красивой упаковке, но и надежной защите.

Жестяная банка используется зачастую для упаковки консервы, поскольку это единственный надежный и наиболее приемлемый вариант хранения и упаковки подобных продуктов.

Металлическая банка вмещает различные лекарственные препараты, порошки, леденцы от кашля и многое другое. Одним из самых значительных преимуществ жести как упаковочного материала является практичность, поскольку все хранимое и упакованное в жестяную упаковку хранится надежно и не портится длительный период времени. Банка для чая и другие виды упаковок из жести позволяют продуктам избежать окисления, порчи, благодаря непроницаемости, отсутствию возможности попадания воздуха, а также поразительной прочности этого материала.

Также жестяные упаковки завоевали себе популярность и широкое использование благодаря такому качеству, как легкость и простота нанесения надписей, рисунков, логотипов, наклеек, что лишает производителей упаковочных материалов от неоправданных сложностей и делает данный вид упаковочного материала дешевле за счет быстроты и легкости его изготовления в готовую упаковочную продукцию.

1. История металлической  упаковки, современные тренды и  тенденции

 

Впервые массовое использование металлической упаковки началось в XX веке, когда были выпущены стандартные алюминиевые и металлические банки для пива и консервов. В 1958 году в США появилась алюминиевая пивная банка. Дно и стенки ее делались как одно целое, без шва. Прикреплялась только крышка. И в 1963 году впервые появилась крышка с алюминиевым колечком, для которой не нужен был консервный нож. А уже в 1962 году в США и странах Западной Европы появились стандартные металлические банки для пива, в основном в том виде, в котором мы их покупаем сегодня..

Основными сегментами рынка, где активно применяется металлическая упаковка, являются следующие: индустрия напитков (пиво, слабоалкогольные и безалкогольные напитки); индустрия консервированных продуктов питания (консервированные мясные и рыбные изделия, овощи и фрукты, питание для животных) и индустрия укупорочных колпачков и крышек для различных напитков и продуктов питания.

В индустрии напитков основным типом упаковки уже давно является алюминиевая банка. И это не случайно. В алюминиевой банке напиток сохраняет свои вкусовые качества значительно лучше, чем в пластиковой или стеклянной таре. Банка непрозрачна, алюминий надежно защищает продукцию от вредного воздействия окружающей среды. Более того, алюминиевая банка считается самой рециклируемой упаковкой в мире: она может перерабатываться неограниченное количество раз без снижения качества вновь произведенных банок. Кроме высоких экологических свойств, алюминиевая банка также экономична при производстве и транспортировке. Банка из алюминия названа одной из самых практичных из когда-либо производимых упаковок, потому что она защищает содержимое, позволяет наносить яркую графическую информацию о продукте.

На рынке консервированных продуктов питания ситуация несколько более сложная. Ведь в этом сегменте рынка очень много производителей самых разных продуктов, начиная с консервированного мяса, и заканчивая кормом для животных. История использования металлической упаковки для консервированных продуктов начинает свой отчет с XIX века. До конца XIX века консервные банки изготавливались вручную из белой жести (луженой, т.е. покрытой оловом, тонколистовой стали), вырезаемой ножницами так, чтобы получить корпус банки, а также донышко и крышку. За 10-часовую смену изготавливалось около 60 таких банок. В 1890 была изобретена машина для закатывания жестяных банок двойным швом, и промышленность начала переходить на «гигиенические» банки с одной крышкой (с двойным закаточным поперечным швом и продольным швом в замок), которые было легче промывать и сушить перед заполнением. Такая машина могла закатывать 40–50 банок в минуту. В конце XX века машина для закатывания двойным швом на производственной линии закатывала свыше 1000 банок в минуту.

В начале 1960-х годов для пищевых продуктов и напитков начали применяться алюминиевые банки. Они легче жестяных, лучше проводят тепло, и у них больше срок складского хранения без снижения качества пищевого продукта.

Мало кто знает, что в нашей стране весь стратегический резерв, который закладывается государством каждый год, упакован в алюминиевую пищевую банку, что позволяет продлить срок хранения продуктов, предотвратить порчу и появления металлического привкуса продукта.

К сожалению, лихие 90 года подкосили отечественных производителей пищевых консервированных продуктов и они с целью удешевления конечной продукции перешли на самый дешевый тип упаковки – жестяную банку.

Но времена меняются, рынок диктует свою волю и многие производители уже стали фокусироваться не только на продаже самых дешевых консервов, но и на маркетинговых аспектах своей работы: конкуренции с импортом, экспорте своей продукции в другие страны, конкуренции с другими отечественными производителями. Мы, как потребители, уже стали замечать различные консервы не только в банках с бумажной этикеткой, но и в красивых банках с литографией, с крышками типа «easy open» («легко открыть»). А ведь это алюминиевые банки различной конструкции и назначения. Все преимущества алюминиевой упаковки консервированных продуктов питания уже давно известны западным производителям: красивый дизайн, легкость по весу и открытию банки, экологичность. В 80-е годы в США было проведено весьма познавательное маркетинговое исследования производителями упаковки. Команде добровольцев было предложено сравнить два типа банок полностью идентичных по внешнему виду: алюминиевая банка и жестяная банка. Результаты эксперимента удивили даже организаторов: подавляющее большинство участников опроса выбрали именно алюминиевую банку в качестве более красивой, яркой, легкой и эстетически привлекательной. Многие просто подержав в руках алюминиевую банку сразу выбирали ее, даже не сумев логически обосновать свой выбор.

В нашей стране, к сожалению, только крупнейшие производители консервированных продуктов стали задумываться над качеством своей продукции, работать в направлении повышения потребительских свойств своих продуктов и маркетингового позиционирования. Видится, что со временем отечественные производители консервированных продуктов оценят потребительские качества алюминиевой упаковки и начнут ее использовать в большем количестве.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Классификация металлических банок

 

Металлическая тара применяется для затаривания, транспортирования и хранения жидких, летучих, огнеопасных и других товаров, обладающих специфическими свойствами. Сюда относят банки, бочки, барабаны, фляги, канистры и баллоны (в том числе аэрозольные), баки, ящики. Их изготавливают из листовой стали, жести, алюминия.

Металлическая тара изготовляется различных конструкций в зависимости от её назначения и использования. Она широко применяется в разных отраслях пищевой, химической, нефтехимической, медицинской, машиностроительной, радиотехнической, приборостроительной и оборонной промышленности. Кроме того, металлическая тара и изделия из жести используются для различных бытовых приборов, в лёгкой промышленности и др.

Выпускают свыше 60 разновидностей металлических банок различной вместимости в диапазоне от 50 до 9590 см3. Используют металлические банки для мясных и рыбных консервов, для продуктов: яичных замороженных (меланж и др.), плодоовощных консервов для общественного питания и промышленной переработки, рыбных пресервов (соленые сельди). Также металлические банки могут применяться для упаковки различных категорий товаров: сыпучей продукции (кофе, чая), косметики, изделий из текстиля, кондитерских изделий и др.

По назначению тару делят на универсальную, применяемую для затаривания различных товаров, и специализированную - только для определенных товаров.

По способу изготовления металлические банки бывают сборные (из корпуса и концов – донышка и крышек) и цельноштампованные (с прикатанной или припаянной крышкой).

В зависимости от покрытия поверхности банки изготавливают с лакированной или нелакированной внутренней поверхностью и с лакированной или нелакированной, или литографированной наружной поверхностью.

По форме металлические банки выпускаются цилиндрические и фигурные (прямоугольные, овальные, эллиптические и др.).

Также металлические банки изготовляются герметичными и негерметичными. Последние находят ограниченное применение, например, для некоторых нестерилизуемых пищевых продуктов, расфасовки красок, эмалей и других материалов.

В зависимости от вместимости тару подразделяют на мелкую (до 1 л) и крупную (от 1 и выше).

В зависимости от кратности использования тара делится на разовую, возвратную и многооборотную. Тара, предназначенная для однократного использования, называется разовой. К ней относится большинство видов потребительской тары, а также транспортная, подлежащая утилизации после использования. Возвратной является тара, бывшая в употреблении и используемая повторно.

Многооборотная тара предназначена для многократного ее использования при поставках товаров, а потому, как правило, подлежит обязательному возврату поставщику.

Основными видами металлической тары, изготовляемой отечественной промышленностью, являются банки, бочки, барабаны и фляги. Кроме того, для перемещения и хранения деталей и узлов внутри предприятий и объединений применяется производственная тара, которая в ряде случаев выполняет функции тары транспортной.

Основным наиболее массовым видом металлической тары является жестяная консервная банка, к которой предъявляются требования не только по герметичности и прочности, но и коррозионной стойкости, обеспечивающей длительное хранение пищевых продуктов без изменения их качества.

Для упаковки наиболее чувствительных машиностроительных изделий находят применение четыре вида жестяной тары:

– герметически закрытые металлические банки;

– металлические банки, крышки которых закреплены стяжным кольцом;

– бочки, верхнее днище которых усилено стяжным кольцом;

– банки для лёгких изделий с насадкой или вставной крышкой.

3. Материалы для изготовления  металлических банок

 

Для изготовления металлических банок применяются следующие материалы: основной – жесть; вспомогательные – уплотняющий материал, припой, паяльная жидкость (флокс) и флюс (для сборных банок). При производстве штампованных банок требуются жесть или алюминий, уплотняющий материал и материал для смазки жести перед штамповкой.

Жесть. Для производства банок используют белую жесть горячего лужения толщиной 0,17 – 0,38 мм. Она представляет собой тонкую листовую или рулонную сталь, покрытую с двух сторон оловом. Толщина слоя оловянного покрытия составляет 2 – 3 мкм. Дополнительно жесть может иметь лаковое или эмалевое защитное покрытие.

Белая жесть электролитического лужения более экономична, так как для нее толщина слоя оловянного покрытия составляет 0,4 – 1,1 мкм. Однако такая жесть имеет худшие антикоррозионные свойства и может  применяться для производства консервной тары только будучи лакированной с двух сторон.

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).