Глава IV тара в консервном производстве
Тара, которую применяют в консервном производстве, подразделяется на две группы. К первой группе относится тара, изготовленная из жести или стекла; ко второй – деревянная или картонная тара. Первая группа тары обеспечивает герметическую упаковку, вторая не обеспечивает герметичность упаковки. Бочки используют для расфасовки джема, повидла, варенья, томатной соленой пасты; фанерные барабаны – для упаковки сушеных овощей; ящики и бумажные мешки – для сухофруктов; картонно-металлическая тара – для повидла, джема; картонная тара – для замороженной продукции. В последнее время применяют для расфасовки густой продукции алюминиевые тубы. Имеются данные, что для изготовления консервной тары может быть использован алюминий и недефицитные сорта нержавеющей стали (хромистые стали). В последние годы появился ряд новых упаковочных пленочных материалов. В заграничной практике организован выпуск концентрированных фруктовых соков в пакетах из полиэтиленовой пленки и из пленки типа «Саран». В Советском Союзе в ближайшее время увеличится выпуск различных пленок для производства из них консервной тары.
Металлическая тара
Наибольшее распространение получила жестяная тара, она легкая и обладает высокой теплопроводностью. Жестяная тара требуемых размеров может быть изготовлена на консервных заводах. Однако жестяная тара имеет ряд недостатков. При хранении консервов в таре из белой жести протекают процессы коррозии, т. е. переход металла, под влиянием окружающей среды (воздуха или пищевых продуктов) в различные окисные соединения или соли органических кислот.
Наружная поверхность консервной банки при хранении на складах, особенно неотапливаемых, начинает покрываться продуктами окисления (ржавчиной). Этот процесс идет, несмотря на слой олова, покрывающий железную основу жести, потому что слой олова имеет поры. Обычно при горячем покрытии оловом жесть имеет 6-10 и более пор на квадратный сантиметр. Каждая точка – это микроэлемент, где под влиянием влаги протекают процессы коррозии. Осенью, весной, а для юга и в зимний период, в течение суток в складах резко меняется температура воздуха и при его большой относительной влажности создаются условия, когда насыщенный водяными парами воздух охлаждается, при соприкосновении со штабелями консервов (температура консервов не меняется так резко, как воздух), у поверхности жестяной тары происходит перенасыщение его водяными парами и капли влаги осаждаются на жестяной поверхности. В каплях влаги, осевших на загрязненную поверхность жести, образуется электрический элемент железо – олово, а проводником является загрязненная органическими и неорганическими соединениями вода. Железо и олово имеют различные электрические потенциалы. В этих условиях растворяется железо, а олово сохраняется. Вода высыхает, и жесть покрывается ржавыми пятнами.
При соприкосновении с консервируемыми пищевыми продуктами, содержащими органические кислоты, электрический потенциал олова изменяется в зависимости от рН консервной среды, и начинается переход олова в консервы. По этой причине органы здравоохранения нормировали содержание олова в консервах. Максимальное содержание олова в овощных и прочих видах консервов не должно превышать 200мг в 1кг. Покрытие лаком или эмалью внутренней поверхности банок значительно уменьшает переход олова в консервы.
Кроме листовой белой жести горячего лужения, на консервных заводах применяют для изготовления банок и крышек для стеклотары жесть белую рулонную без лака, и покрытую лаком марки ЖКЛ (консервная горячего лужения лакированная), и ЭЖКЛ (консервная электролитического лужения лакированная). Рулонная белая лакированная жесть должна иметь блестящую поверхность без потеков лака, пузырьков, незалакированных мест. Цвет поверхности жести должен быть однородным. Жесть выпускается различной ширины, чтобы уменьшить отходы при изготовлении банок. Для уменьшения расхода олова выпускается рулонная жесть электролитического (негорячего) лужения. Расход олова при электролитическом лужении уменьшается в 2-3 раза. Жесть электролитического лужения покрывается двойным слоем лака.
Кроме белой жести выпускают рулонную жесть марки ЖЧКЛ (жесть черная консервная лакированная), из которой, вырабатывают крышки для стеклянной тары.
Проводился ряд работ по применению алюминия для изготовления консервной тары и крышек СКО. Алюминий хорошо штампуется. Всякие нарушения поверхности алюминия при штамповке не имеют такого значения, как в жести, потому что Оксидная пленка в местах нарушения под влиянием кислорода воздуха быстро восстанавливается. Лакирование поверхности алюминия создает дополнительную защиту против коррозии. Продукты коррозии алюминия имеют белый цвет и органами здравоохранения не нормируются. Но при применении алюминия имеется и ряд трудностей: алюминий паять нельзя, поэтому сборные банки изготавливать из него невозможно, он имеет пониженную по сравнению с жестью механическую прочность, поэтому увеличивается брак банок, в процессе их изготовления и при погрузочно-разгрузочных операциях. Алюминий имеет пониженную коррозионную стойкость к кислотной среде консервов, поэтому, несмотря на лакирование внутренней поверхности банок, пригоден только для расфасовки консервов, имеющих рН около 7 (мясные, рыбные в масле, натуральные овощи).
Для борьбы с коррозией жесть или другие материалы, из которых изготавливают банки для консервов, необходимо лакировать. Лаки и эмали, применяемые для покрытия жести, не должны содержать вредных примесей: солей тяжелых металлов, веществ, которые придают продукту посторонний привкус, запах или цвет.
Лаковые и эмалевые пленки должны выдерживать механическую и тепловую обработку, которая необходима для изготовления банок и при технологических процессах. Пленка не должна отслаиваться от поверхности жести, образовывать трещины, но она должна выдерживать без изменений нагревы при стерилизации в течение 2 час. при температуре 100° или 1,5 часа при температуре 121°.
Плотность и прочность лаковой пленки проверяют, подвергая кипячению образцы жести, покрытой лаком, в течение 2 час. в 50%-ном растворе сахара, 3%-ной поваренной соли, 12%-ном томатном пюре и 3%-ной уксусной кислоте. Лаковые покрытия не должны изменяться при такой обработке.
Жесть, из которой изготавливают тару для консервов, содержащих много белковых веществ (крабовые, куриные), покрывают белковоустойчивыми эмалями. Эмаль должна выдерживать двухчасовое кипячение в 3%-ном растворе поваренной соли или в растворе из 3% желатины и 1% поваренной соли. Раствор насыщают сероводородом (H2S).
В состав лаков входят естественные или синтетические органические смолы (копал и др.), масла (тунговое, льняное) и растворители (скипидар, спирит).
Белковоустойчивую эмаль изготавливают из лака с добавлением окиси цинка (ZnО). Это необходимо потому, что в процессе стерилизации белковые соединения под влиянием температуры начинают разрушаться, а в процессе распада выделяются сернистые соединения, которые, реагируя с оловом жести, дают налеты на поверхности жести (черно-синего цвета) сернистого олова (SnS). Если эти продукты распада белка будут соприкасаться с пленкой эмали, которая содержит окись цинка, то будут образовываться на поверхности пленки соединения сернистого цинка (ZnS) белого цвета, а не черно-бурые налеты (SnS).
Для нанесения лаков и эмалей на жесть применяют ротационные машины. На валы машины накладывают специальную массу, в состав которой входит желатин. После нанесения покрытия лист жести поступает в печь. Отжиг лака ведут при температуре 180-220°. Во время отжига из лака улетучивается растворитель и происходит полимеризация масла. Пленка делается твердой, эластичной и нерастворимой в консервных продуктах.
Для получения хороших покрытий (безпористых) лак наносят в два слоя. Толщина покрытий 10-15 микронов. Наружную сторону банки иногда литографируют. Наносят рисунки, печать, краски на специальных машинах. В последние годы на консервных заводах установлены машины, способные наносить литографическую печать в четыре цвета. Банка, внутренняя поверхность которой покрыта лаком, а наружная литографией и лаком – значительно меньше подвергается коррозии.
По способу изготовления жестяные консервные банки делят на сборные и цельнотянутые. Основной тип – сборная цилиндрическая жестяная банка (рис. 3); она состоит из трех деталей: корпуса, донышка и крышки. Корпус банки изготавливают из заготовки (бланка), имеющей продольный шов. Донышко и крышка соединено с корпусом двойным закаточным швом. Продольный шов изготовлен в замок внутри банки и снаружи пропаян.
Концевые части продольного шва выполнены внахлестку. Если продольный шов по всей высоте будет выполнен в замок, то при соединении его с крышкой и донышком получится настолько много слоев жести (одиннадцать вместо семи), что герметичности шва нельзя достигнуть. Донышки и крышки имеют рельефы, создающие упругость банки, поэтому форма банки, после ее увеличения из-за объемного расширения продуктов в процессе стерилизации восстанавливается при охлаждении.
Цельноштампованные банки не имеют шва. Их получают методом штамповки на специальном прессе (штампуют корпус банки и крышку).
Характеристика сборных жестяных банок приведена в табл. 6.
Массовое производство жестяных банок осуществляется на автоматических линиях, производительность которых очень большая – до 300 банок в минуту. На рис. 4 показана схема автоматической жестянобаночной линии.
По схеме листы жести укладывают на приемной площадке автоматического питателя, листы подаются питателем на фигурные ножницы, где разрезаются фигурным ножом на фигурные полосы. Применение фигурного ножа сокращает отходы жести при производстве банок.
Нарезанные полосы укладывают стопками в приемную часть автоматических прессов. В линии установлено два пресса, на которых из фигурных полос выштамповывают донышки и крышки для банок. Они по течке попадают на подвивочный диск, который завивает крышки или донышки (концы) и укладывает их в стопки. В дальнейшем стопки концов переносят на пастонакладочные машины. В линии установлены две машины, которые на концы накладывают резиновую пасту. Пастонакладочная машина имеет сушилку, в которой паста высушивается и на концах остается только резиновая основа. После пастонакладочной машины высушенные концы переносят и укладывают в приемники закаточных машин. Этим заканчивается производство концов для жестяных банок.
Таблица 6
Номер банки |
Объем банки, см3 |
Диаметр банки, мм |
Высота банки, мм |
||
внутренний |
наружный |
внутренняя |
наружная |
||
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 |
104,0 176,2 250,0 258,3 261,2 270,2 325,0 353,0 375,0 483,9 477,7 514,6 860,6 3033,0 8794,8 |
72,8 99,0 99,0 72,8 83,4 83,4 72,8 99,0 72,8 74,1 99,0 99,0 99,0 153,1 215,2 |
76,1 102,3 102,3 76,1 86,7 86,7 76,1 102,3 76,1 77,1 102,3 102,3 102,3 156,6 219,0 |
24,0 22,9 31,9 61,9 47,8 49,4 77,9 45,9 89,9 112,2 62,1 66,9 111,9 164,8 241,7 |
29,5 29,8 38,8 68,8 54,7 56,3 84,8 52,8 96,8 119,0 69,0 73,8 118,8 171,8 248,8 |
Машины выполняют корпус банки, пропайку его, соединение с донышком и проверку изготовленной банки; работают машины в следующем порядке.
Питатель подает листы на сдвоенные дисковые ножницы, на которых лист разрезается на прямоугольники по размерам (заготовки), необходимым для изготовления корпуса банки. Эти прямоугольные полосы жести называют в заводской практике бланками. Последние вручную укладывают стопками в приемную часть корпусообразующей машины, где происходит формование корпуса, образование продольного шва, склепывание его и пропайка припоем (40% олова и 60% свинца). Пропаянный готовый корпус банки элеватором поднимается вверх и по течке направляется на фланцеотгибочную машину (фланжер), где корпус отбортовывается с двух сторон, т. е. подготавливается к соединению с донышком и крышкой. Отбортованные корпуса элеватором и течкой транспортируют в закаточную машину. Раньше указывалось, что в магазин закаточной машины помещают донышки. После закатки изготовленные банки элеватором по течке поступают в испытательную машину, называемую в заводской практике те сто р. Испытание проводят сжатым воздухом. Если банка герметичная, то давление воздуха в ней за период испытания не меняется, если банка негерметичная, давление падает, и такую банку машина отбраковывает. Прошедшие испытание банки направляют на элеватор и по течке на склад тары.
