(TIỂU LUẬN) đề tài CÔNG NGHỆ BAO bì KIM LOẠI 3 MẢNH

Dấu hiệu chỉ định độ tráng thiếc của hai mặt khác nhau: Việc đánh dấu được thực hiện trên bề mặt có độ tráng thiếc cao hay thấp của thép tráng thiếc khác nhau, bề mặt cần đánh dấu, phươn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

-     

 -Đề tài:

CÔNG NGHỆ BAO BÌ KIM LOẠI 3 MẢNH

GVHD: Đỗ Mai Nguyên Phương Nhóm TH: Nhóm 5

1 Nguyễn Mai Thy Anh

MỤC LỤC

1 Lon ba mãnh (Lon ghép): 3

1.1 Cấu tạo lon 3 mãnh: 3

1.1.1 Quy cách vật liệu thép 4

1.1.2 Tiêu chuẩn của thép nền 5

1.1.3 Tiêu chuẩn tráng thiếc 5

1.1.4 Cấu tạo của một thép tấm tráng thiếc (4) như sau: 7

2 Quy trình 10

2.1 In nhãn hiệu và tráng vecni: 10

2.2 Cắt sắt tạo hình thân lon: 10

2.3 Hàn mí thân: 11

2.4 Phủ vecni: 12

2.5 Tách lon: 12

2.6 Loe miệng: 12

2.7 Tạo gân: 12

2.8 Ghép mí: 13

3 Qui trình chế tạo nắp hoặc đáy lon 3 mảnh: 14

3.1 Sắt nguyên liệu: 14

3.2 Tráng vecni trong và ngoài: 14

3.3 Sấy khô (to = 2100C): 14

3.4 Cắt tạo nắp, đáy: 14

3.5 Dập tạo móc thân: 14

3.6 Viền: 14

3.7 Phun keo: 14

3.8 Sấy khô: 14

4 Nguyên nhân gây hư hỏng sản phẩm thực phẩm đóng hộp 14

4.1 Sự ăn mòn hóa học cùng với sự bong tróc lớp vec-ni 14

4.1.1 Bởi môi trường H+ - tạo ra khí H 2 ↑ 15

4.1.2 Bởi môi trường H 2 S – tạo khí H 2 ↑ 16

1 Lon ba mãnh (Lon ghép):

- Công nghệ chế tạo lon ba mãnh được áp dụng cho vật liệu thép Lon ba mãnh gồmthân, nắp, đáy Thân hộp được chết tạo từ một miếng thép chữ nhật, cuộn lại thành hình trụ

và được hàn mí thân; nắp và đáy được chế tạo riêng, sau đó ghép mí lại với nhau

(nắp được ghép với thân sau khi rót thực phẩm)

- Thân, nắp, đáy có độ dày như nhau vì thép rất cứng vững, không mềm dẻo như nhôm, không thể nong vuốt lon có chiều cao như nhôm, chỉ có thể nong vuốt ở chiều cao nhỏ

1.1 Cấu tạo lon 3 mãnh:

(1), (2) Mối hàn mí phần thân lon; (3) Mối nối; (4) Thép tấm tráng thiếc; (5) Mối hàn

mí phần thân và đáy lon; (6) Mối hàn mí phần thân và nắp lon

1.1.1 Quy cách vật liệu thép

Theo đặc tính của thép công nghiệp, thép tấm dùng làm lon hộp bao bì thực phẩm

thuộc loại L và MR Loại MR được sử dụng phổ biến cho các thực phẩm: rau, quả, thịt,

cá Loại L có tính chống ăn mòn cao lơn MR, vì L có chứa các nguyên tố Ni, Cr, Mn

Quy trình sản xuất thép khá phức tạp và chi phí cao, từ thép tấm chế tạo lon, lon đựngthực phẩm, bao bì này không thể tái sử dụng; đồng thời bao bì thải cũng tốn chi phí và công sức để tái chế, do đó công nghiệp đồ hộp thwujc phẩm vẫn còn tồn tại vấn đề ô nhiễm môi trường

1.1.2 Tiêu chuẩn của thép nền

Độ dày của thép tấm được sản xuất theo các độ dày như sau (mm):

Tiêu chuẩn độ cứng của thép tấm tráng thiếc

Thép tấm được chia thành nhiều nhóm với chất lượng khác nhau thể hiện qua

độ cứng của thép ROCKWELL, đo theo thang đơn vị THR 30T

1.1.3 Tiêu chuẩn tráng thiếc

Tùy theo nhu cầu sử dụng mà thép được tráng với lượng thiếc tráng là khác nhau Thiếc có thể chế tạo theo phương pháp mạ điện hoặc phương pháp nhúng thép tấm vào thiếc nóng chảy, nhưng hiện nay chỉ sản xuất theo phương pháp mạ điện

Lượng thép tráng danh nghĩa, lượng tráng trung bình và lượng tráng thấp nhất cho thép của thép tráng thiếc được quy định ở bảng Tuy nhiên vẫn có trường hợp thép

được phủ lớp thiếc có độ dày cao hơn trong bảng nếu được yêu cầu thực tế

Loại thép dùng chế tạo lon chứa đựng thực phẩm có độ tráng thiếc từ 5,6g ÷

11,2g/m2, có thể lên đến 15,1g/m2

Thiếc dùng để mạ điện lên bề mặt thép tấm có độ tinh khiết 99,75% Theo tiêu

chuẩn của EU RONORM, tấm thép tráng thiếc có thép tráng thiếc có kích thước

1000x850mm Lượng thiếc tráng trên bề mặt tháp cũng ảnh hưởng đến chi phí, nhờ qua

sự cải thiện phương pháp tráng thiếc, lượng thiếc tráng hiện nay đã giảm đi rất nhiều, chỉcần 4-5kg thiếc cho 1 tấn thép tấm mạ thiếc trong khi phương pháp nhúng nhiệt tiêu tốn

13÷14 kg/tấn thép tấm Theo các hệ tiêu chuẩn khác nhau thì lượng thiếc phủ và chất lượng của lớp thiếc cũng khác nhau

Dấu hiệu chỉ định độ tráng thiếc của hai mặt khác nhau: Việc đánh dấu được thực hiện trên bề mặt có độ tráng thiếc cao hay thấp của thép tráng thiếc khác nhau, bề mặt cần đánh dấu, phương pháp đánh dấu phải có sự thỏa thuận giữa người mua và người sản xuất và cũng phải ghi rõ trong hợp đồng

Dấu hiệu Phương pháp đánh dấu Ví dụ chỉ định

khoảng hơn 2mm bề rộng,

ở bề mặt tráng thiếc thấp,gần một cạnh bên

Dấu hiệu được ghi trên bềmặt có độ tráng thiếc thấp,

hình học với nét vẽ rộng1mm

Dấu hiệu được ghi trên bề

được vẽ bởi đường // liêntục khoảng 1mm bề rộng

Bảng 7.5: Dấu hiệu qui định độ tráng thiếc trên bề mặt thép tâm

Bề mặt hoàn thành của thép tráng thiếc bằng phương pháp mạ điện sẽ được phân loại theo độ bóng bề mặt, được cho ở bảng 7.6

đục xámSản phẩm cán nguội

Bảng 7.6: Phân loại bề mặt thép sau mạ thiếc

Thép sau khi mạ điện sẽ được xử lý hóa học hay điện hóa để tạo sự bám định

chặt chẽ của thiếc

Lớp thiếc phủ bề mặt thép tạo vẻ mỹ quan cho sản phẩm: bên ngoài và bên trong trong hộp đều có màu sáng bạc và nhận rõ thấy rõ thực phẩm trong hộp khi vừa mới khuinắp hộp

1.1.4 Cấu tạo của một thép tấm tráng thiếc (4) như sau:

Để tránh ăn mòn lớp thiếc bởi môi trường thực phẩm cũng như không khí, H2O, hơi nước tác động lên bề mặt ngoài bao bì, thì lớp thiếc được phủ lớp vec-ni bảo vệ Nếu không có lớp bảo vệ thì:

Môi trường acid, muối của thực phẩm sẽ ăn mòn thiếc và sinh ra khí H2, ngoài

ra còn tiếp tục ăn mòn lớp thép nền

Không khí ẩm và H2O từ môi trường ngoài hoặc hơi H2O và H2O của quá

trình tiệt trùng có thể gây hư hỏng lớp mặt ngoài bao bì

Sự trầy sước bề mặt do sự cọ sát tiếp xúc của bao bì với những kim loại khác

Do đó đa số bao bì thực phẩm bằng thép tráng thiếc cần thiết được tráng lớp vec-ni bằng nhựa nhiệt rắn ở mặt trong, và bề mặt ngoài được sơn và có thể tráng vec- ni

trong suốt để bảo vệ lớp sơn trong suốt để bảo vệ lớp sơn không bị bong tróc, và bảo

vệ lớp thiếc tráng thép

Dầu phủ bề mặt thép tráng thiếc:

Thép tráng thiếc sau khi xử lý hóa học hoặc điện hóa được phủ dầu cả 2 mặt Lớp dầuDOS (Di-octylsebacate) được phủ lên bề mặt thép tráng thiếc khoảng 2 ÷ 5mg/m2 nhằm mục đích bôi trơn bề mặt thép để thép tấm có thể trượt lên nhau dễ dàng mà không gây

sự trầy sước lớp thiếc tráng, trong quá trình vận chuyển, nhập liệu, tạo hình lon

Lớp thép nền (5):

Lớp thép nền hay nguyên liệu thép tấm dày 0,2 ÷ 0,36mm Thành phần hóa học củalớp thép nền và đặc tính bề mặt ảnh hưởng đến cơ tính và tính chống ăn mòn của bao bì.Ngoài ra độ cứng của thép nền cũng ảnh hưởng đến việc chế tạo lon

Lớp hợp kim FeSn2 (4): Dày khoảng 0,15.

Lớp sắt nền sau khi được tráng thiếc, được xử lý hóa học để thành lớp hợp kim

Fe-Sn Tính liên tục của lớp hợp kim và độ dày của nó ảnh hưởng tới tính chống ăn mòn của

thép nguyên liệu Nếu lớp thiếc bị hòa tan vào thực phẩm thì lớp hợp kim sẽ trở thành lớp bảo vệ thứ hai.

Lớp thiếc (3): Dày khoảng 0,35.

Thời gian bảo quản của lon và độ mạ thiếc tỷ lệ với nhau: lớp mạ thiếc càng dày thìtrên bề mặt thiếc càng ít lỗ, do đó chống ăn mòn càng tốt

2 Quy trình

Lon được chế tạo từ 3 mảnh gồm 1 thân lon, 2 nắp hay 1 nắp, 1 đáy

Sắt nguyên liệu được rửa sạch lớp dầu, sấy khô

2.1 In nhãn hiệu và tráng vecni:

Một bề mặt của thép tấm được in nhãn hiệu, sau đó có thể được phủ vecni bảo vệ cả hai bề mặt hoặc chỉ phủ bề mặt không in là bề mặt trong đựng thực phẩm hoặc không phủ vecni cả hai mặt, tùy theo yêu cầu sản phẩm việc in được thực hiện hàng loạt nhằm tạo nhãn hiệu cung cấp thông tin cho từng loại sản phẩm, đồng thời lớp vecni chống oxy hóa từ bên ngoài, tạo nét cho bao bì

Tráng Vecni nhằm chống sự oxy hóa, sự ăn mòn lớp thiếc tiếp xúc trực tiếp với thựcphẩm chứa trong bao bì Tùy loại sản phẩm chứa đựng mà sử dụng lớp vecni thích hợpnhằm không ảnh hưởng đến thực phẩm, và cũng không gây hư hỏng lớp vecni này Lonđựng thực phẩm ta thường dùng vecni epoxy phenolic Trường hợp lon đựng thịt cá thìcần tráng vecni có đưa vào bột Ti2O hoặc Al để hấp thu khí H2S thường sinh ra khi tiệttrùng thịt cá đóng hộp,

2.2 Cắt sắt tạo hình thân lon:

Thép tấm nguyên liệu sau khi được in nhãn hiệu và tráng vecni, được đưa qua máy cắt thành mảnh hình chữ nhật thoe kích thước lon mà ta cần sản xuất

Thép được cắt như sau:

Giai đoạn 1: Cắt tấm sắt nguyên liệu thành nhiều tấm nhỏ có chiều rộng là chiềucao lon để tạo thân lon

Giai đoạn 2: Tiếp tục cắt những tấm sắt lần ở giai đoạn 1 thành những miếng nhỏ có chiều dài bằng chu vi đáy lon

Giai đoạn 3: Sau khi đã cắt ở giai đoạn 2, những tấm sắt nhỏ tiếp tục được cắt góc và gấp mép để tạo mí thân.

2.3 Hàn mí thân:

Mảnh thép tạo thân lon được hàn ghép mí theo chiều cao lon, mối hàn càng mịn càngtốt vì ngoài việc tạo mối hàn phẳng đẹp còn tạo cho mối hàn thân lon được chặt khítkhông có khe hở

Sử dụng phương pháp hàn điện cao tần, tạo dòng điện cường độ cực cao khoảng 6000A, hàn theo nguyên lý cứ mỗi bán sóng thì tạo một nhân giọt hàn Khác với côngnghệ hàn thông thường, phương pháp hàn cao tần tạo một bước sóng sau 1/2 chu kỳ Hàncao tần tạo được càng nhiều bán sóng trên 1/2 chu kỳ thì càng tạo nhiều nhân giọt hànlàm tăng độ mịn của mối hàn

4000-Hiện nay có nhiều công nghệ hàn như:

Công nghệ hàn bướm: có tần số nhỏ khoảng 100Hz, công nghệ này có mối hàn tương đối lớn (>1mm)

Công nghệ wima: có tần số lớn hơn 100Hz, tạo mối hàn mịn hơn so với hàn bướm (<0,6mm).

Công nghệ supper wima: có tần số từ 400-800Hz, có mối hàn rất mịn từ

0,4-0,6mm

2.4 Phủ vecni:

Trong quá trình hàn lớp thiếc ở nơi mối hàn bị chảy ra chỉ còn lại lớp sắt, do đó ta phảitráng vecni trong và ngoài mối hàn nahnừ tránh sự ăn mòn của sản phẩm chứa trong nó,đồng thời tránh sự oxy hóa từ bên ngoài

2.5 Tách lon:

Giai đoạn này chỉ tiến hành khi sản xuất loại lon có chiều cao nhỏ hơn 9cm, vì ở máy hànchỉ hàn được những lon có chiều cao lớn hơn Do vậy đối với lon có kích thước nhỏ hơn9cm thì thực hiện hàn 2 hoặc nhiều lon một lần sau đó tách lon

2.8 Ghép mí:

Ghép mí thân đáy, thân và nắp là giai đoạn quan trọng trong quá trình sản xuất đồ hộp,đây cũng có thể là một trong những nguyên nhân gây phế phẩm đồ hộp Lon thực phẩmphải được ghép mí thật kín để tạo nên bao bì kín Nếu ghép mí không tốt thì tạo phếphẩm đồ hộp, việc thanh trùng sẽ không có ý nghĩa

Trong quá trình sản xuất mức sai số không thể vượt quá giới cho phép, vì sẽ làm ảnhhưởng đến chất lượng sản phẩm Do đó nhà máy cố gắng hạn chế tối đa các sự cố này.Thường các sự cố đó là: Mối ghép thân bị lệch do sự sai lệch độ vuông góc của tấm sắtnguyên liệu, thường thì mức sai lệch cho phép là 2%, sự sai lỗi này thường dẫn đến hưhỏng mối ghép mí thân và nắp đáy - Trầy sước lớp vec-ni: các thiết bị, máy móc ma sátvới tấm sắt trong quá trình cuốn thân, ghép mí do đó sau khi ghép mí đáy và thân lon lạiđược phủ vec-ni ở những vị trí mối ghép, nhằm tăng tính an toàn cho lon, chống sự ănmòn của thực phẩm và cả môi trường ngoài

3 Qui trình chế tạo nắp hoặc đáy lon 3 mảnh:

3.1 Sắt nguyên liệu:

Tấm thép tráng thiếc dùng để chế tạo nắp hoặc đáy lon có cùng độ dày với thép trángdùng chế tạo thân lon

3.2 Tráng vecni trong và ngoài:

Tấm thép nguyên liệu được tráng vecni 1 hoặc cả 2 mặt trong và ngoài tùy theo yêucầu Đối với trường hợnp cần phủ cả hai mặt thì có thể tráng cùng loại vecni, hoặc ở mặtngoài ta dùng vecni có độ sáng hơn nhằm tạo vẻ mỹ quan cho sản phẩm Lớp vecni bênngoài chống oxy hóa từ môi trường,đảm bảo bề mặt ngoài đồ hộp theo thời gian

Mặt trong của thân lon và mặt trong của nắp lon được tráng cùng một loại vecni

4.1 Sự ăn mòn hóa học cùng với sự bong tróc lớp vec-ni

4.1.1 Bởi môi trường H+ - tạo ra khí H2↑

Lớp vecni bị bong tróc thì tạo nên sự tiếp xúc của lớp oxit thiếc với môi trường thực phẩm có tính acid (H=) làm xảy ra phản ứng hóa học như sau:

Với SnO: 2H+ + SnO → Sn2+ + H2O

Tuy Fe2+ không gây độc hại đối với sực khỏe người tiêu dùng nếu không vượt quácao và Fe là một loại khoáng cần thiết cho cơ thể, nhưng hàm lượng > 20ppm thì có thểlàm xuất hiện một vài vệt màu xám đen ảnh hưởng về mặt cảm quan

Hình: Sự ăn mòn bởi môi trường acid khi bị bong tróc lớp vec-ni

a) H + đi vào khe hở của lớp vec-ni;

b) H + đã ăn mòn đến lớp hợp kim FeSn 2;

c) Sn 2+ trao đổi điện tử với Fe lớp thép nền tạo thành Fe 2+ và Sn đóng trên khe; d) Lớp Fe bị ăn mòn sâu vào bên trong tạo lượng Fe 2+ càng lớn.

4.1.2 Bởi môi trường H2S – tạo khí H2↑

Với thực phẩm giàu protein như thịt cá, hoặc loại gia vị tỏi chứa trong bao bì théptráng thiếp, khi tiệt trùng thì những protein có cầu nối di-sulfur sẽ bị biến tính, đứt vỡ liênkết di-sulfur, có thể tạo H2S

Nếu lớp vecni phủ bên trong hộp có chứa ZnO thì sẽ có phản ứng sau đây để

tiêu hủy khí H2S: H2O + ZnO → ZnS + H2O (ZnS màu trắng, dạng vảy) Nếu không có ZnO trong lớp vecni thì không tiêu hủy được khí H2S, nếu có chỗbong tróc lớp vecni để lộ lớp Sn thì sẽ có phản ứng sau đây xảy ra tạo khí H2 vàcác vết đen tím làm mất giá trị cảm quan thực phẩm:

H2S + Sn → SnS + H2↑ (SnS dạng vảy màu nâu tím)

H2S + Sn → FeS + H2↑ (FeS có dạng vảy màu đen)Ngoài ra, khi lớp vecni bị trầy tạo lỗ hổng để lộ lớp SnO, Sn thì cũng có thể bị ănmòn hóa học bởi những thực phẩm có chứa nhiều phụ gia có thể phân ly trong môitrường H2 O của thực phẩm, tạo thành các nhóm mang điện tích dương, có khả năng nhậnđiện tử từ kim loại Cơ chế ăn mòn, hộp thép tráng thiếc trong trường hợp này cũng tương

tự như trường hợp thực phẩm có tính aicd

7.4.4 Ghép mí thân và đáy hoặc nắp

Kiểm tra mối ghép mí của bao bì thép tráng thiếc : Kiểm tra nhanh bằng phươngpháp đo các giá trị T , W , Z bằng thước kẹp : Một mối ghép đúng phải đảm bảo : T

= 1,5 mm W = 3,2 mm Z = 3,25 mm Các giá trị này dùng để kiểm tra mức độ ghép đúng của các hộp có đường kính d = 54 + 108mm 7.4.5 Khuyết tật của mối ghép

mí thân và dáy hoặc nắp Mối ghép mí thân và đáy nắp có thể bị hư hỏng sai lệch

do các nguyên nhân sau : thân , nắp , đáy được cắt với kích thước không chính xác thiếu hoặc thừa tạo nên móc nắp hoặc móc thân sai lệch quá ngắn hoặc quá dài ( H.7.17a , b , c , d )

không kín , tạo điều kiện nước xâm nhập trong quá trình thanh trùng và cả sự xâm nhập của không khí , vi sinh vật - chúng phát triển sinh khối gây hư hỏng thực phẩm Sự hư hỏng này của bao bì và thực phẩm có thể được phát hiện do sự rò rỉ nước thực phẩm ra khỏi bao bì khi có sự đảo lắc lon , hộp ; hoặc trong thời gian bảo ôn , sản phẩm bị lên men thối hay lên men tạo CO , và ethanol Các trường hợp khuyết tật khác đều do sự cắt định hình không đúng kích thước a ) Trường hợp móc thân quá dài ( a ) hoặc móc nắp quá ngắn ( b ) tạo nên vùng rỗng ở phía trên và sau khi chặt mối ghép sẽ tạo gờ phía trên ( H.7.18a ) Gờ này không an toàn cho người tiêu dùng và gờ sẽ gây vỡ khiến đồ hộp không kín , bị hư hỏng b ) Trường hợp móc nắp quá dài ( H.7.17c ) hoặc móc thân quá ngắn ( H.7.17d ) đều tạo vùng rỗng phía dưới Khi máy ghép mí ép chặt mối ghép thì sẽ tạo gờ nhọn ở phía dưới ( H.7.18b ) ; gờ bén có thể bị nứt vỡ ( H.7.18c )

Bất kỳ hình thức hư hỏng nào của mối ghép cũng gây mất giá trị cảm quan và cả giá trị dinh dưỡng , an toàn vệ sinh thực phẩm của sản phẩm - Để kiểm tra độ kín của lon sau khi ghép mí lon được cho vào buồng khí nén của máy đo chuyên dụng rồi bơm khí nén vào với áp suất thích hợp P và duy trì P , nếu P giảm thì chứng tỏ lon này bị hở phải loại bỏ

Có thể kiểm tra hoạt động của máy ghép mí bằng cách thử độ kín của lon rỗng hay

đã đóng thực phẩm vào đã ghép đáy , nắp theo phương pháp : ngâm lon vào bể chứa nước nóng 90-100 ° C