صفحه اصلي  |  درباره ما  |  حضور بين‌المللي  |  تماس با ما  |  English

جستجو در سايت:

 

يادداشت

نخستین شماره سال جدید در پایان نه سال فعالیت مداوم و انتشار نود و نهمین شماره نشریه  فناوری  و توسعه صنعت بسته بندی، پیش روی شماست. هم زمان با نمایشگاه صنایع غذایی، کشاورزی و صنایع وابسته، آگروفود تهران در خردادماه، یکصدمین محصول این مجموعه با تدارکی ویژه در اختیار مخاطبان همیشه همراه نشریه قرار خواهد گرفت.

ادامه مطلب >>

كتاب


براي تهيه كتاب با شماره تلفنهاي
۶۶۴۶۲۹۰۳ - ۶۶۴۶۲۹۳۳
تماس بگيريد.

ويژه‌نامه PET

شماره چهل - سال هفتم - اردیبهشت ماه ۱۳۹۳



ويژه‌نامه دنياي كارتن

سال اول - شماره پنجم





 

نسخه قابل چاپ
مجله فناوري و توسعه صنعت بسته‌بندي - قوطيهاي فلزي فولادي با اندود قلع

قوطيهاي فلزي فولادي با اندود قلع




شهرام کاشاني اصل
ليلا تبريزي

مقدمه
پيشرفت روز افزون صنعت قوطي سازي و کاربرد فراوان آن در دنياي امروز به دليل طرفداراني که اين نوع بسته بندي ها دارد، حساسيت صنعت گران اين عرصه را برانگيخته و در داخل کشور نيز اقدامات شايسته اي در چند سال اخير در اين خصوص انجام شده است. در اين مقاله سعي شده اطلاعاتي درباره توليد قوطي هاي مورد استفاده در بسته بندي مواد غذايي جهت علاقه مندان اين صنعت ارائه شود.

تعاريف

قوطي فلزي
به انواع بسته بندي‌هاي فلزي با هر شكل و ظرفيت قوطي فلزي گفته مي‌شود. در شکل 1
انواع قوطي هاي فلزي مورد استفاده در بسته بندي فلزي مواد غذايي نشان داده مي شود.


شکل 1 - انواع قوطي هاي فلزي مورد استفاده در بسته بندي فلزي مواد غذايي

قوطي دو تكه
قوطي فلزي كه از دو قسمت شامل بدنه با كف به صورت يكپارچه و سر تشكيل مي‌شود، قوطي دو تكه گويند. در اين نوع قوطي سر به روش دوخت مضاعف به بدنه متصل مي‌شود. اين نوع قوطي از كشيدن و شكل دهي ورق فلزي ساخته مي‌شود. بنابراين بدنه و كف در اين نوع قوطي‌ها يك تكه است كه فاقد درز بدنه مي‌باشند. پوشش محافظ داخلي و خارجي اين نوع قوطي‌ها بايد در برابر كشش شكل‌دهي و سايش مقاوم باشد.

 قوطي سه تكه
قوطي فلزي كه از سه قسمت شامل بدنه، سر و كف تشكيل مي‌شود، قوطي سه تكه گويند. در اين نوع قوطي سر يا كف به روش دوخت مضاعف به بدنه متصل مي‌شود. در اين نوع قوطي ها سر يا كف مي‌توانند داراي قطر يكسان (قوطي ديواره راست) و يا نامساوي (قوطي گردن دار) باشند. قسمت درز بدنه قوطي ها معمولا به وسيله جوش الكتريكي به هم متصل مي‌شود.
در شكل شماره 2 قوطي سه تكه و دو تكه نشان داده شده است.


شکل 2 - شکل شماتيک قوطي سه و دو تکه

دوخت مضاعف
اتصال سر يا كف قوطي فلزي به بدنه را از طريق جفت كردن و فشردن لبه برگشته سر يا كف و لبه خميده بدنه كه در دو مرحله انجام مي‌گيرد، دوخت مضاعف گفته مي‌شود.

درز بدنه
قسمت به هم چسبيده دو لبه ورق بدنه در ظروف سه تكه است كه به روش چسبانيدن با چسب هاي پليمري، جوشكاري الكتريكي و يا هر شيوه مناسب ديگري انجام مي‌گيرد.
از روش لحيم‌كاري به منظور ساخت قوطي‌هاي مورد مصرف در بسته‌بندي مواد غذايي نبايد استفاده شود. در اين نوع قوطي‌ها منظور از كف، دري است كه سازندة قوطي آن را درب بندي نموده و سر، دري است كه پركننده مواد غذايي آن را درب بندي مي‌كند.
در قوطي سه تكه قسمت داخلي درز بدنه بايد به وسيله لاك مناسب موادغذايي و يا پودرهاي درز جوش ويژه مواد غذايي به منظور حفاظت از خوردگي كاملا پوشانيده شود.

قوطي گرد گردن دار
به قوطي‌هاي گردي كه قطر سر و كف آن يكسان نمي‌باشد، گفته مي‌شود. مانند قوطي‌هاي نوشابه با درب آسان باز شو.

قطر اسمي
قطر داخلي قوطي‌هاي گرد و يا قطر وتري قوطي‌هاي چهار گوش است كه بر حسب ميلي‌متر به نزديك ترين عدد بدون اعشار گرد شده است.

اشكال، ابعاد و ظرفيت‌ها
قوطي هاي فلزي مواد غذايي مي‌توانند ابعاد، اشكال و ظرفيت‌هاي متنوعي داشته باشند، مشروط بر اين كه باساير ويژگي هاي ارائه شده در استاندارد مربوطه مغايرت نداشته باشند.


جدول 1 - ابعاد و ظرفيت قوطي هاي نوشابه در آمريکا


جدول 2 - ابعاد و ظرفيت قوطي هاي نوشابه در اروپا

قوطي‌ها براساس نام هاي تجاري و يا قطر و ارتفاع اسمي نام گذاري مي‌شوند. ظرفيت قوطي براي يك قطر مشخص بستگي به ارتفاع آن دارد.

پوشش محافظ فلزي
ورق مورد استفاده در ساخت قوطي مواد غذايي در سطوح داخلي و خارجي بايد داراي پوشش محافظ فلزي مناسبي باشد.

 
شکل 3 - خط لاک زني

ورق فولادي قلع‌دار
ورق فولادي نرم كم كربني است كه پوششي از فلز قلع در دو طرف ورق فولادي (در سطوح داخلي و خارجي) به منظور محافظت آن در برابر خوردگي داشته باشد.


جدول 3 – انواع ورق مورد استفاده در بسته بندي

ورق فولادي پايه که براي توليد ورق هاي قلع اندود مورد استفاده قرار مي گيرند، از نوع فولاد کم کربن است که که داراي آلياژ مخصوصي است و به روش ريخته گيري مداوم (پيوسته) توليد مي شود. اين فولاد که در فرآيند نورد گرم به يک نوار طولاني ورق فولادي تبديل شده در فرآيندهاي متعدد نورد سرد شده به ضخامت مورد نظر کاهش مي يابد و به روش هاي آنيلينگ بچ  ياپيوسته ويژگي هاي مکانيکي از جمله سختي و مقاومت کششي در آن به اندازه تعيين شده مي رسد.
ورقهاي TPو TFS پس از لاك اندود شدن براي ساخت قوطي مورد استفاده قرار مي گيرند. قوطي هاي فلزي قادرند غذا را در برابر آلودگي ناشي از ميكروارگانيسم ها، حشرات يا ديگر مواد خارجي كه ممكن است موجب فساد يا تاثير منفي بر ظاهر يا طعم محصول شوند، محافظت كند. رطوبت ماده غذايي را حفظ و از جذب اكسيژن، ‌گازها و يا بوهاي ديگر و يا تاثير نور و انجام واكنش هاي اكسيداسيون جلوگيري نمايند  علاوه بر اين قوطي ها مزاياي ديگري نظير پر شدن به طور اتومات و درب بندي با سرعت بالا را داشته و مشتري مي تواند آنها را به سهولت ذخيره نموده و به مرور زمان مورد استفاده قرار دهد.
در ساخت قوطي از ورق هاي با ضخامت مختلف استفاده مي شود. در صورتي كه ضخامت ورق 24-23 ميليمتر باشد قوطي به شكل ساده و در صورتي كه ضخامت كمتر يعني حدود 20-19 ميلي متر باشد بدنه قوطي را به شكل شياردار و يا كنگره دار مي سازند تا از نظر مقاومت و استحكام همانند قوطي هاي نوع اول و با ضخامت بيشتر باشد.

فرآيند توليد قوطي
    الف - قوطي هاي کششي
    ب - قوطي هاي 3 تکه

اولين مرحله از توليد قوطي، مرحله لاک زني است که در شکل 3  نمايش داده شده است. مرحله دوم، صرف نظر از کششي يا 3 تکه بودن برش ورق ها در ابعاد مورد نظر است. اين موضوع در اشکال 7و4،5،6 نشان داده شده است.



شکل 4 - برش زيگزاگ


شکل 5 - برش مستقيم 


شکل 6 - کويل و نوار


شکل 7 - برش باريک وطولاني نوار

مرحله بعدي در قوطي هاي کششي ساخت قسمت بدنه در يک دستگاه پرس مي باشد که در يک مرحله انجام مي شود. اين مرحله براي قوطي هاي 3 تکه تفاوت دارد.
اصطلاح قوطي 3 تکه هم براي حلب هاي با سايز هاي مختلف به کار مي رود و هم در مورد قوطي هاي 3 تکه متداول گرد به کار مي رود. در مورد حلب ابتدا شکل چهار گوش ايجاد مي شود و بعد در دستگاه جوش عمل جوشکاري درز جوش انجام مي شود. که معمولا توليد حلب با سايز هاي بالاتر از يک کيلو گرم به صورت دستي انجام مي شود. اخيرا حلب 5 کيلويي گرد به صورت اتوماتيک در کشور توليد شده است.

براي توليد قوطي 3 تکه گرد ابتدا ورق ها رول شده، سپس درز جوش، جوشکاري  شده و سپس در يک دستگاه درب بندي و در 3 مرحله عمل دوخت انجام مي شود.
در كارخانجات ساخت قوطي پس از ورق ها، درب مخصوص كف و سر قوطي نيز ساخته مي شود. دواير متحدالشكل موجود روي درب حالت فنري به دو انتهاي قوطي مي دهند تا در طي فرآوري حرارتي هنگامي كه فشار داخلي قوطي بالا مي رود اين دربها متورم شده و در نتيجه از فشار وارد به دوخت و قسمت هاي لحيم شده كاسته شود از طرف ديگر حساسيت فنري درب به خوبي مي تواند فساد داخلي قوطي را به صورت تورم نشان دهد كه فشار حاصل از گازهاي مربوط به واكنش هاي شيميائي بين ماده غذائي و جدار ظرف و يا گازهاي حاصل از فعاليت ميكروارگانيزم هاي فاسد كننده به آساني قابل روئيت و تشخيص باشند، در لبه درب ها پس از شكل گيري مايع لاستيكي نشانده مي شود. اين مواد پس از خشك شدن توليد يك دوخت هرمتيك (غيرقابل نفوذ) بين دوخت مضاعف بدنه و سرقوطي مي كنند.

ويژگي هاي قوطي هاي فلزي فولادي با اندود قلع
تركيب شيميائي ورق فولادي پايه بايد با مقادير ذكر شده مندرج در بخش ويژگي هاي ظروف فلزي غيرقابل نفوذ جهت نگهداري مواد غذايي مطابقت نمايد.
تمپر ورق بايد مشخص بوده و با تكنيك قوطي‌سازي و با ضخامت ورق و حجم و قطر قوطي متناسب باشد.
قلع مصرفي جهت اندود ورق‌هاي فولادي بايد حداقل داراي خلوص 9/99 باشد.

ميزان اندود قلع 
حداقل ميزان اندود قلع در سطوح داخلي 5/6 گرم بر مترمربع با پوشش لاك كاملاً مقاوم باشد.
اندود قلع در سطوح خارجي چنان چه از پوشش ثانوي مناسب و مقاوم استفاده شود، حداقل 2/8 گرم بر مترمربع و در صورت عدم استفاده از پوشش ثانوي حداقل 5/6 گرم بر مترمربع بايد باشد.

وضعيت رويه اندود قلع
ضخامت قلع بايد در تمام سطوح داخل و خارج يكنواخت باشد. اندود قلع بايد در تمام سطوح يكنواخت، صاف و عاري از هر گونه عيب از قبيل چين‌خوردگي، دانه شدن، فرورفتگي، ترك و زنگ‌زدگي و غيره باشد.

طبقه بندي هاي مختلف ورق هاي فولادي
طبقه بندي ورق هاي فولادي بر اساس ميزان عناصر موجود در آنها
- ورق نوع L مقدار فسفر موجود در آن در مقايسه با بقيه ورق ها كمتر است و از اين ورق معمولا در ساخت قوطي هاي مخصوص مواد غذائي اسيدي و نيمه اسيدي (اسيديته متوسط) نظير ميوه جات رنگي (گيلاس)، گريپ فروت و ترشيجات استفاده مي شود. نوعي ورق L به نام LT است كه از ورق نوع L در برابر خورندگي مقاوم تر است و براي مواد غذائي تقريبا اسيدي به كار مي رود.
- ورق نوع MS شبيه نوع L مي باشد و داراي مس بيشتري است و در حال حاضر از اين ورق ها براي ساخت قوطي هاي مخصوص بسته بندي ساوركرات استفاده مي شود.
- ورق هاي نوع MR از اين نوع ورق ها در ساخت قوطي هاي مخصوص مواد غذائي با خورندگي متوسط نظير زردآلو، ‌انجيز و هلو، گلابي، آناناس و مواد غذائي با اسيديته كم، نظير نخود سبز، گوشت و مواد غذائي خشك نظير خشكبار و روغن هاي نباتي استفاده مي شود.

     - ورق نوع MC موارد مصرف MC نظير MR مي باشد ولي امروز از اين ورق كمتر استفاده مي شود. اين ورق درجه ساختي بالا دارد و فسفر آن نسبت به بقيه ورق ها بيشتر است.
     - ورق نوع N اين نوع ورق داراي 02/0 – 007/0 درصد ازت به منظور افزايش استحكام بدنه بوده و در ساخت قوطيهاي نوشابه هاي گازدار استفاده مي شود.
     - ورق نوع D اين نوع ورق براي ساخت قوطي هاي كششي و درب قوطي هاي آئروسل مناسب است و حاوي اكسيد آلومينيوم AL2O3 است.

به منظور افزايش مقاومت فولاد قلع اندود به خوردگي در نتيجه واكنش قلع سطح خارجي اسيد دو عامل ذيل را نيز بر روي صفحات استيل انجام مي دهند.

الف) پسيويشن
اين عمل موجب تثبيت روكش سطحي قلع مي گردد و با كنترل رشد فيلم اكسيد قلع كه به طور طبيعي ايجاد مي گردد، صورت مي پذيرد. رشد اكسيد به صورت غير كنترل شده باعث ايجاد رنگ زرد بر روي سطح صفحات فولادي شده و متعاقب آن اثر منفي بر روي رنگ پذيري و چسبيدن لاك مي گذارند.

ب) روغن كاري
عمل روغن كاري سطح صفحات آخرين عملي است كه در كارخانجات توليد صفحات فولادي انجام مي گيرد، اصولا علت اصلي اين عمل آن است كه در ورق ها هنگام مصرف در قوطي سازي به سهولت ايجاد لغزش شده و خراش سطحي و چسبندگي در آنها كاهش مي يابد.

طبقه بندي تركيبي ورقهاي قلع اندود
توليد كنندگان قوطي طبقه بندي تركيبي را براي ورق هاي قلع اندود در نظر گرفته اند. اين طبقه بندي شامل هفت تركيب مي باشد يعني از نرم ترين ورق كه ممكن است در كارخانه توليد شود (T-1) تا سخت ترين ورقي كه كاربرد آن توسط توليد كنندگان قوطي امكان پذير است، در خصوص اين تقسيم بندي مي توان گفت كه:
ورق هاي T-1 و T-2 براي ظروف كششي كشيده مانند بدنه قوطي هاي ماهي و در ب پوش ها به كار مي روند.
ورق هاي T-3، T-4 مخصوص بدنه قوطي هاي مواد غذائي فرآيند شده است.
ورق هاي T-5 مخصوص مواردي است كه مقاومت بيشتري از لحاظ خم شدن و يا مقاومت زياد در برابر فشار لازم است.
ورق هاي T-6 براي قوطي هاي غذا كاربرد نداشته و فقط براي دو انتهاي قوطي آبجو به كار مي رود.
ورق هاي T-U اين ورق ها به طور مستمر مقاوم به گرم و سرد شدن مي باشند. با روش الكتروليت قادريم مقادير مختلفي از قلع را بر روي سطح ورق فولاد بنشانيم به همين دليل به لحاظ وزن قلع در هر متر مربع تقسيمات ذيل را نيز داريم:
8/2= E1 گرم قلع در متر مربع ورق فولاد
6/5= E2 گرم قلع در متر مربع ورق فولاد
4/8= E3 گرم قلع در متر مربع ورق فولاد
2/11= E4 گرم  قلع در متر مربع ورق فولاد
كه در اين حالت ورق ها بر اساس وزن قلع مورد استفاده درهر متر مربع ورق فولاد تقسيم بندي مي شوند.

فرآيند DWI
در كشور آمريكا در اواخر 1950 ميلادي اولين سري قوطي هاي آلومينيومي DWI تهيه گرديد و در 1971 اولين سري قوطي هاي فولاد قلع اندود شده DWI‌توسط شركت سيل كراون كرك به بازار عرضه شد.
در فرآيند DWI در عمل ابتدا استيل يا آلومينيم به صورت كويل با ضخامت مشخص در مي آيد. (براي استيل 3/0 ميلي متر و آلومينيم 43/0 ميلي متر) از كويل هاي مذكور با استفاده از دستگاه منگنه صفحات يا دايره هائي مي سازند كه با استفاده از دستگاه پرس به صورت ليوان در آورده مي شوند ليوان حاصله سپس توسط فرآيندي به نام وال ايرند با عبور از يك حلقه آهني به طور متوالي چكش كاري شده و طي اين عمليات ضخامت ليوان به يک سوم ضخامت اوليه و ارتفاع آن به سه برابر ارتفاع اوليه با قطر ثابت مي رسد و سپس به منظور به دست آوردن ارتفاع مطلوب و شكل دهي ارتفاع اضافي قوطي را قيچي نموده و در نهايت روغن اضافي كه در مراحل شكل دهي اضافه شده از قوطي با عمليات شستشو زدوده و با عبور قوطي تميز از غلطك هاي چاپ كننده خارج قوطي را به شكل مناسب تزئين مي كنند.

قوطي هاي DWI نوشابه ها پس از مراحل فوق گلو و لبه داده مي شوند، سيستم لاك زدن داخلي قوطي با افشاندن لاك اپوكسي فنوليك يا وينيل همراه با حلال در سطح داخلي و سپس قرار دادن قوطي در آون جهت تبخير حلال انجام مي گيرد بديهي است كه نوع سيستم لاك دهي و تعداد لايه هاي لاک بستگي به جنس قوطي (استيل يا آلومينيوم) و نوع محصولي كه قرار است در آن بسته بندي گردد، دارد.
ورق هايTFS براي فرآيند DWI مناسب نيستند زيرا لايه كروم چكش كاري حلقه هاي آهني را نمي‌تواند تحمل كند.

فرايند DRD
در عمل قوطي هاي DRD با همان مراحل اوليه كه براي قوطي هاي DWI توضيح داده شده آماده سازي مي كردند. اما در اين قوطي ها عمليات بعدي ارتفاع و قطرنهائي ظروف طي فرآيند يا كشش توسط ضربه بر روي ليوان حاصل مي شوند و به اين طريق ظروفي با قطر كوچك تر تهيه مي شود.

ظروف DRD به طور رايج از ورق هاي TFS, TP ساخته مي شوند. لاك مورداستفاده در داخل ظروف بستگي به جنس قوطي و نوع ماده غذايي مورد استفاده در بسته بندي دارد و معمولا از لاك هاي اپوكسي فنوليك يا وينيل بدين منظور استفاده مي شود. قوطي هاي دو پارچه اي مزاياي زيادي به ويژه از جنبه اقتصادي و زيبائي ظاهرنسبت به قوطي هاي لحيم يا جوش مقاومتي سه پارچه اي دارند.
به طور كلي ظروف حاصله از روش DWI داراي ديواره نسبتا نازك بوده كه براي بسته بندي نوشابه هاي گازدار مناسب مي باشد. زيرا قدرت تحمل فشار داخلي را دارند ولي در قوطي هاي DRD بدنه داراي ضخامت بيشتر بوده بنابراين جهت بسته بندي مواد غذايي نيازمند به حرارت پس از دربندي به كار برده مي شوند.

انتخاب ورق هاي TP يا TFS و يا آلومينيوم براي توليد قوطي هاي دو پارچه اي يك مساله اقتصادي بوده كه به قيمت اين ورق ها بستگي دارد.

 
جدول 4 - سختي ورق قلع اندود يکبار نورد شده


جدول 5 - درصد عناصر در انواع ورق هاي D,L,MR

منابع و مراجع
1-ISO 11949 International standard cold- reduced electrolytic tinplate
2-QUALITY CONTROL METHODOLOGY ( SOCIETY OF SOFT DRINK TECHNOLIGISTS )
3-  پا يان ،ر.، 1381، كنسروسازي ،انتشارات آييژ
4- صداقت،ن.،1380، تكنولوژي بسته بندي مواد غذايي
5- بسته هاي چند لايه مقوايي با لايه آلومينيومي براي مواد خوراکي ( ويژگي ها و روش آزمون ) به شماره استاندارد ملي 6021

براي دريافت فايل PDF اين مطلب اينجا را كليك كنيد.


نقل مطالب با حفظ حقوق معنوي مجله و با اشاره به مشخصات كامل مقاله بلامانع است.




 

شماره آينده
شماره پياپي ۱۰۰ - سال دهم - ارديبهشت ‌ماه ۱۳۹۳


شماره جديد
شماره پياپي ۹۹ - سال دهم - فروردين‌ماه ۱۳۹۳


صفحات زرد
صفحات زرد - شماره پياپي ۹۹ - سال دهم - فروردين‌ماه ۱۳۹۳


East AfriPack 2014
آذر هولوگرام
صفحه اصلي  |  درباره ما  |  اشتراک  |  تبليغات  |  نقشه سايت  |  تماس با ما

© کليه حقوق اين سايت متعلق به مجله
فناوري و توسعه صنعت بسته بندي مي‌باشد.