第四章金屬包裝材料容器及包裝工藝

1、第四章 金屬包裝材料容器及包裝工藝n金屬包裝材料及特性n食品用金屬罐及包裝工藝n金屬罐的內(nèi)涂料一、金屬包裝材料及特性1、鐵： 鍍錫薄鋼板（馬口鐵）：是一種雙面鍍有純錫的低碳薄鋼板，是傳統(tǒng)的制罐材料，大量用于制造食品、飲料罐及糖果、餅干盒等。 鍍鉻薄鋼板（無錫鋼板,TFS） 鍍鋅薄鋼板（1）鍍錫薄鋼板（馬口鐵） 結(jié)構(gòu)： 鋼基板 錫鐵合金層 錫層 氧化膜 油膜 各層的作用： 鋼基板主要是使罐具有一定的強(qiáng)度；錫鐵合金層、錫層、氧化膜及油膜主要是防銹蝕，另外錫層還使鍍錫薄鋼板容易焊接，油膜提供潤滑作用，防止加工、運(yùn)輸過程中錫層的擦傷。 （2）鍍鉻薄鋼板（TFS）：是雙面鍍有鉻和鉻系氧化物的低碳薄鋼板，

2、是鍍錫板的代用材料，成本較低，但耐腐蝕性能不如鍍錫板。2、鋁： 鋁合金板：由于純鋁強(qiáng)度低且昂貴，一般包裝用鋁材大多采用合金形式。其中所含的合金 元素主要有Mn、Mg、Cu、Zn、Cr等。鋁合金板大量用于制造各種飲料罐、蓋、軟管等。（1）鋁箔 鋁箔是由鋁薄板經(jīng)多次冷扎、退火加工而成的可撓性金屬薄片。用于食品包裝最重要的三種特性為阻濕、阻氣、阻光。大量用于食品裹包、蓋材、食品蒸煮袋等。 鋁箔的阻隔性能主要取決于其厚度。厚度越小產(chǎn)生針孔的可能性越大，阻隔性越差；反之，阻隔性好，但浪費(fèi)材料。一般912m厚最實(shí)用。 由于鋁箔的耐折性差，耐破度較低，耐腐蝕性較差，無熱封性。因此常經(jīng)過復(fù)合等二次加工后再使用

3、。（2）真空鍍鋁薄膜 由于加工鋁箔價(jià)格高，且一般還需二次加工。包裝上常采用真空鍍鋁膜部分代替鋁塑復(fù)合薄膜。鍍鋁膜的阻隔性不如鋁箔，但耐折性較鋁箔好（但不耐蒸煮），還具備熱封性能，成本低，大量用于食品及醫(yī)藥包裝領(lǐng)域。二、食品用金屬罐及包裝工藝1 金屬罐的分類及罐形按照材料分為：包括馬口鐵罐、 TFS罐、鋁罐等。按照結(jié)構(gòu)分為：三片罐和兩片罐。（1） 三片罐結(jié)構(gòu) 整個(gè)罐由罐身、罐底、罐蓋三部分組成，罐身有接縫，罐身與罐蓋、底卷封。大型罐的罐身有凹凸加強(qiáng)壓圈（加強(qiáng)筋），起加強(qiáng)罐身強(qiáng)度的作用。罐蓋的蓋鉤用于與罐身翻鉤卷合；蓋鉤內(nèi)注密封膠，利于密封；蓋上的膨脹圈，可增強(qiáng)罐蓋強(qiáng)度，適應(yīng)加工時(shí)的熱膨脹和冷收縮

4、恢復(fù)正常形狀的需求，并可顯示罐內(nèi)食品是否敗壞。 三片罐形狀多樣，按照罐的橫截面分為圓形罐和異型罐兩大類。（2） 二片罐 二片罐的罐身和罐底為一體，沒有罐身縱縫和罐底卷邊。二片罐生產(chǎn)工藝簡單，速度快，密封性好，廣泛應(yīng)用于啤酒及含氣飲料的包裝。但生產(chǎn)二片罐的設(shè)備一次性投資大。 由于罐身成型工藝不同，二片罐分為變薄拉伸罐（沖拔罐 ，DWI罐）、深沖罐（拉伸罐 ，DRD罐）、淺沖罐。 變薄拉伸罐（沖拔罐，DWI，drawn and wall ironed can） 特點(diǎn)：罐壁經(jīng)多次拉伸后變薄，省料，重量輕；長徑比很大（2：15：1）。這種罐身結(jié)構(gòu)很適合啤酒、含氣飲料的包裝，由于內(nèi)壓的存在而支撐罐壁。該

5、工藝只能成型圓型罐，不適合異型罐。主要的材料是鋁合金板材。 制作主要經(jīng)過兩個(gè)重要過程，預(yù)沖壓和多次變薄。卷材下料 沖壓預(yù)拉伸成坯 多次拉伸變薄 沖底成型 修邊 清洗 烘干 表面印刷 涂內(nèi)壁 烘干 縮頸翻邊 深沖罐（DRD罐，drawn and redrawn can） 將板材經(jīng)過連續(xù)多次變徑?jīng)_模而成的二片罐。制罐時(shí)，幾次連續(xù)沖杯使罐身內(nèi)徑越來越小，而罐壁和罐底的厚度保持原板厚，整體罐體表面積等于原坯料的面積。 特點(diǎn)：罐壁與罐底等厚，強(qiáng)度剛性好；長徑比一般為1.5：1或以下，形狀多樣，可圓型或異型；主要用于熱加工食品的包裝。制造用材主要是TFS和馬口鐵板材。2 金屬罐包裝工藝 (1) 空罐。根據(jù)

6、不同產(chǎn)品特點(diǎn)可采用抗硫涂料罐、抗酸涂料罐、防黏涂料罐或鈍化處理素鐵罐?？展薨徇\(yùn)時(shí)應(yīng)避免罐邊摩擦和碰撞，并注意搬運(yùn)過程中的衛(wèi)生。裝罐前要進(jìn)行洗滌和消毒，通常采用沸水或熱蒸汽噴沖，然后倒罐瀝水或烘干。 (2) 裝罐。可采用生裝或熟裝。一般罐內(nèi)應(yīng)有 69mm剩余空間（頂隙）。頂隙過小，殺菌時(shí)食品受熱膨脹，罐內(nèi)壓力增加，會(huì)影響罐的密封；頂隙過大，罐內(nèi)殘留空氣多，會(huì)促進(jìn)罐的腐蝕。裝罐時(shí)還要求保持罐口清潔，以免影響罐體卷邊的密封性。 （3 ）排氣。封罐前要排除罐內(nèi)空氣，以減少空氣對(duì)食品品質(zhì)的影響和減少對(duì)罐壁的腐蝕，防止加熱殺菌時(shí)脹罐。 排氣方法有： 熱力排氣法。采用熱罐裝法或加熱排汽法：熱罐裝法將食品預(yù)先

7、加熱到一定程度，立即趁熱裝罐并密封的方法。加熱排汽法，將食品裝罐后，在預(yù)定的排汽溫度下，經(jīng)過一定時(shí)間的加熱，使罐頭中心溫度達(dá)到7090 。一般肉類罐頭采用高溫（ 8090 ）短時(shí)間排氣工藝，而果蔬罐頭含空氣量多，宜采用低溫（60 75 ）長時(shí)間排氣工藝，以保證密封罐頭有合適的真空度。 真空封罐排氣法。將食品裝罐預(yù)封后，用真空封罐機(jī)在真空密封室內(nèi)排氣密封，真空度一般可達(dá) 33 40kPa 。 蒸氣噴射排氣法。向罐頭頂隙內(nèi)噴射蒸氣以驅(qū)走空氣，并迅速密封。冷卻后，頂隙內(nèi)蒸氣冷凝，形成部分真空。（4）封罐 采用二重卷邊法 三片罐（或二片罐）的封口工藝是靠二重卷邊法完成的。二重卷邊法指兩個(gè)具有不同溝槽形

8、狀的卷封輥輪，通過先后順序的兩次進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，在罐身與罐蓋結(jié)合處，使罐蓋鉤邊與罐身翻邊相鉤合、壓緊，從而達(dá)到密封目的的方法。簡單地說，即頭道卷邊鉤合，二道卷邊壓緊成型。二重卷邊的技術(shù)要求及質(zhì)量指標(biāo) 合格的二重卷邊應(yīng)達(dá)到要求的卷邊外部結(jié)構(gòu)尺寸和外觀形狀，同時(shí)應(yīng)嚴(yán)格達(dá)到內(nèi)部結(jié)構(gòu)及密封性技術(shù)指標(biāo)要求。 （5）殺菌及冷卻。密封罐頭加熱的目的，是破壞食品中的酶 ，殺死食品中所污染的致病菌、產(chǎn)毒菌和腐敗菌，達(dá)到商業(yè)無菌的狀態(tài)，達(dá)到長時(shí)間保質(zhì)的目的。根據(jù)食品的性質(zhì)，可用蒸氣高溫殺菌（高于 100 ），或“巴氏殺菌”法，殺菌后應(yīng)迅速進(jìn)行冷卻。一般用噴水或浸水冷卻。罐頭冷卻終止溫度一般在 38 左右，可利用余熱將外壁殘留的水分蒸發(fā)，避免生銹。 （ 6 ）貼標(biāo)及裝箱。將已冷卻、干燥和檢驗(yàn)后的罐頭進(jìn)行貼標(biāo)與裝箱，一般用瓦楞紙箱包裝。三、 金屬罐的內(nèi)涂料 金屬罐最大的缺點(diǎn)即為易受腐蝕，絕大多數(shù)罐頭用罐均需在罐內(nèi)壁噴涂料（涂料罐）。 主要作用：1）抗硫。肉類罐頭殺菌時(shí)，蛋白質(zhì)受熱分解釋放硫，導(dǎo)致金屬罐內(nèi)壁產(chǎn)生黑色硫化斑；2）抗酸。pH值較低的食品會(huì)腐蝕罐壁；3）防止花青素腐蝕罐壁。同時(shí)防止水果色素褪色；4）防粘。防止魚、午餐肉等粘附在罐壁，使其容易倒出而具有完整的形態(tài)。 國內(nèi)外目前廣泛使用的為環(huán)氧酚醛樹脂涂料。它耐化學(xué)腐蝕性好，對(duì)金屬表面的