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

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM -   - Đề tài: CƠNG NGHỆ BAO BÌ KIM LOẠI MẢNH GVHD: Đỗ Mai Nguyên Phương Nhóm TH: Nhóm Nguyễn Mai Thy Anh Châu Thị Cẩm Nguyên Nguyễn Phúc Ngọc Ngân Nguyễn Vũ Như Thùy Trần Phước Sang TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2022 MỤC LỤC Lon ba mãnh (Lon ghép): 1.1 Cấu tạo lon mãnh: .3 1.1.1 Quy cách vật liệu thép 1.1.2 Tiêu chuẩn thép 1.1.3 Tiêu chuẩn tráng thiếc 1.1.4 Cấu tạo thép tráng thiếc (4) sau: Quy trình 10 2.1 In nhãn hiệu 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 Qui trình chế tạo nắp đáy lon mảnh: 14 3.1 Sắt nguyên liệu: 14 3.2 Tráng vecni 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 Nguyên nhân gây hư hỏng sản phẩm thực phẩm đóng hộp 14 4.1 Sự ăn mịn hóa học với bong tróc lớp vec-ni 14 4.1.1 Bởi mơi trường H+ - tạo khí H2↑ 15 4.1.2 Bởi mơi trường H2S – tạo khí H2↑ 16 Lon ba mãnh (Lon ghép): - Công nghệ chế tạo lon ba mãnh áp dụng cho vật liệu thép Lon ba mãnh gồm thân, nắp, đáy Thân hộp chết tạo từ miếng thép chữ nhật, cuộn lại thành hình trụ hàn mí thân; nắp đáy chế tạo riêng, sau ghép mí lại với (nắp ghép với thân sau rót thực phẩm) - Thân, nắp, đáy có độ dày thép cứng vững, không mềm dẻo nhôm, nong vuốt lon có chiều cao nhơm, nong vuốt chiều cao nhỏ 1.1 Cấu tạo lon mãnh: (1), (2) Mối hàn mí phần thân lon; (3) Mối nối; (4) Thép tráng thiếc; (5) Mối hàn mí phần thân đáy lon; (6) Mối hàn mí phần thân nắp lon 1.1.1 Quy cách vật liệu thép Theo đặc tính thép cơng nghiệp, thép dùng làm lon hộp bao bì thực phẩm thuộc loại L MR Loại MR sử dụng phổ biến cho thực phẩm: rau, quả, thịt, cá Loại L có tính chống ăn mịn cao lơn MR, L có chứa ngun tố Ni, Cr, Mn Quy trình sản xuất thép phức tạp chi phí cao, từ thép chế tạo lon, lon đựng thực phẩm, bao bì khơng thể tái sử dụng; đồng thời bao bì thải tốn chi phí cơng sức để tái chế, cơng nghiệp đồ hộp thwujc phẩm cịn tồn vấn đề nhiễm mơi trường 1.1.2 Tiêu chuẩn thép Độ dày thép sản xuất theo độ dày sau (mm): Tiêu chuẩn độ cứng thép tráng thiếc Thép chia thành nhiều nhóm với chất lượng khác thể qua độ cứng thép ROCKWELL, đo theo thang đơn vị THR 30T 1.1.3 Tiêu chuẩn tráng thiếc Tùy theo nhu cầu sử dụng mà thép tráng với lượng thiếc tráng khác Thiếc chế tạo theo phương pháp mạ điện phương pháp nhúng thép vào thiếc nóng chảy, sản xuất theo phương pháp mạ điện Lượng thép tráng danh nghĩa, lượng tráng trung bình lượng tráng thấp cho thép thép tráng thiếc quy định bảng Tuy nhiên có trường hợp thép phủ lớp thiếc có độ dày cao bảng yêu cầu thực tế Loại thép dùng chế tạo lon chứa đựng thực phẩm có độ tráng thiếc từ 5,6g ÷ 11,2g/m2, lên đến 15,1g/m2 Thiếc dùng để mạ điện lên bề mặt thép có độ tinh khiết 99,75% Theo tiêu chuẩn EU RONORM, thép tráng thiếc có thép tráng thiếc có kích thước 1000x850mm Lượng thiếc tráng bề mặt tháp ảnh hưởng đến chi phí, nhờ qua cải thiện phương pháp tráng thiếc, lượng thiếc tráng giảm nhiều, cần 4-5kg thiếc cho thép mạ thiếc phương pháp nhúng nhiệt tiêu tốn 13÷14 kg/tấn thép Theo hệ tiêu chuẩn khác lượng thiếc phủ chất lượng lớp thiếc khác Dấu hiệu định độ tráng thiếc hai mặt khác nhau: Việc đánh dấu thực bề mặt có độ tráng thiếc cao hay thấp thép tráng thiếc khác nhau, bề mặt cần đánh dấu, phương pháp đánh dấu phải có thỏa thuận người mua người sản xuất phải ghi rõ hợp đồng Dấu A A Bảng 7.5: Dấu hiệu qui định độ tráng thiếc bề mặt thép tâm Bề mặt hoàn thành thép tráng thiếc phương pháp mạ điện phân loại theo độ bóng bề mặt, cho bảng 7.6 Mặt hàng Sản phẩm cán nguội lần Sản phẩm cán nguội lần Thép sau mạ điện xử lý hóa học hay điện hóa để tạo bám định chặt chẽ thiếc Lớp thiếc phủ bề mặt thép tạo vẻ mỹ quan cho sản phẩm: bên bên trong hộp có màu sáng bạc nhận rõ thấy rõ thực phẩm hộp vừa khui nắp hộp 1.1.4 Cấu tạo thép tráng thiếc (4) sau: Để tránh ăn mịn lớp thiếc mơi trường thực phẩm khơng khí, H2O, nước tác động lên bề mặt ngồi bao bì, lớp thiếc phủ lớp vec-ni bảo vệ Nếu khơng có lớp bảo vệ thì: Mơi trường acid, muối thực phẩm ăn mòn thiếc sinh khí H2, ngồi cịn tiếp tục ăn mịn lớp thép Khơng khí ẩm H2O từ mơi trường ngồi H2O H2O q trình tiệt trùng gây hư hỏng lớp mặt ngồi bao bì Sự trầy sước bề mặt cọ sát tiếp xúc bao bì với kim loại khác Do đa số bao bì thực phẩm thép tráng thiếc cần thiết tráng lớp vec-ni nhựa nhiệt rắn mặt trong, bề mặt ngồi sơn tráng vec- ni suốt để bảo vệ lớp sơn suốt để bảo vệ lớp sơn khơng bị bong tróc, bảo vệ lớp thiếc tráng thép Dầu phủ bề mặt thép tráng thiếc: Thép tráng thiếc sau xử lý hóa học điện hóa phủ dầu mặt Lớp dầu DOS (Di-octylsebacate) phủ lên bề mặt thép tráng thiếc khoảng ÷ 5mg/m2 nhằm mục đích bơi trơn bề mặt thép để thép trượt lên dễ dàng mà không gây trầy sước lớp thiếc tráng, trình vận chuyển, nhập liệu, tạo hình lon Lớp thép (5): Lớp thép hay nguyên liệu thép dày 0,2 ÷ 0,36mm Thành phần hóa học lớp thép đặc tính bề mặt ảnh hưởng đến tính tính chống ăn mịn bao bì Ngồi độ cứng thép ảnh hưởng đến việc chế tạo lon Lớp hợp kim FeSn2 (4): Dày khoảng 0,15 Lớp sắt sau tráng thiếc, xử lý hóa học để thành lớp hợp kim FeSn Tính liên tục lớp hợp kim độ dày ảnh hưởng tới tính chống ăn mịn thép ngun liệu Nếu lớp thiếc bị hịa tan vào thực phẩm lớp hợp kim trở thành lớp bảo vệ thứ hai Lớp thiếc (3): Dày khoảng 0,35 Thời gian bảo quản lon độ mạ thiếc tỷ lệ với nhau: lớp mạ thiếc dày bề mặt thiếc lỗ, chống ăn mịn tốt Lớp oxyt (SnO) (2): Dày khoảng 0,002 tạo q trình xử lý hóa học lớp thiếc mạ dung dịch Na2Cr2O7, có tác dụng bảo vệ lớp thiếc bên Lớp dầu DOS (1): Phủ lên bề mặt thép tấm, dày khoảng 0,002 , nhằm để bôi trơn che phủ tránh trầy xước, giúp thép trượt lên dễ dàng trình vận chuyển, nhập liệu, tạo hình lon 2 Quy trình Lon chế tạo từ mảnh gồm thân lon, nắp hay nắp, đáy Sắt nguyên liệu rửa lớp dầu, sấy khô 2.1 In nhãn hiệu tráng vecni: Một bề mặt thép in nhãn hiệu, sau phủ vecni bảo vệ hai bề mặt phủ bề mặt không in bề mặt đựng thực phẩm không phủ vecni hai mặt, tùy theo yêu cầu sản phẩm việc in thực hàng loạt nhằm tạo nhãn hiệu cung cấp thông tin cho loại sản phẩm, đồng thời lớp vecni chống oxy hóa từ bên ngồi, tạo nét cho bao bì Tráng Vecni nhằm chống oxy hóa, ăn mịn lớp thiếc tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm chứa bao bì Tùy loại sản phẩm chứa đựng mà sử dụng lớp vecni thích hợp nhằm khơng ảnh hưởng đến thực phẩm, không gây hư hỏng lớp vecni Lon đựng thực phẩm ta thường dùng vecni epoxy phenolic Trường hợp lon đựng thịt cá cần tráng vecni có đưa vào bột Ti 2O Al để hấp thu khí H2S thường sinh tiệt trùng thịt cá đóng hộp, 2.2 Cắt sắt tạo hình thân lon: Thép nguyên liệu sau in nhãn hiệu tráng vecni, đưa qua máy cắt thành mảnh hình chữ nhật thoe kích thước lon mà ta cần sản xuất Thép cắt sau: Giai đoạn 1: Cắt sắt nguyên liệu thành nhiều nhỏ có chiều rộng chiều cao lon để tạo thân lon Giai đoạn 2: Tiếp tục cắt sắt lần giai đoạn thành miếng nhỏ có chiều dài chu vi đáy lon Giai đoạn 3: Sau cắt giai đoạn 2, sắt nhỏ tiếp tục cắt góc gấp mép để tạo mí thân 2.3 Hàn mí thân: Mảnh thép tạo thân lon hàn ghép mí theo chiều cao lon, mối hàn mịn tốt ngồi việc tạo mối hàn phẳng đẹp tạo cho mối hàn thân lon chặt khít khơng có khe hở Sử dụng phương pháp hàn điện cao tần, tạo dòng điện cường độ cực cao khoảng 40006000A, hàn theo nguyên lý bán sóng tạo nhân giọt hàn Khác với công nghệ hàn thông thường, phương pháp hàn cao tần tạo bước sóng sau 1/2 chu kỳ Hàn cao tần tạo nhiều bán sóng 1/2 chu kỳ tạo nhiều nhân giọt hàn làm tăng độ mịn mối hàn Hiện có nhiều cơng nghệ hàn như: Cơng nghệ hàn bướm: có tần số nhỏ khoảng 100Hz, cơng nghệ có mối hàn tương đối lớn (>1mm) Cơng nghệ wima: có tần số lớn 100Hz, tạo mối hàn mịn so với hàn bướm ( 20ppm làm xuất vài vệt màu xám đen ảnh hưởng mặt cảm quan Hình: Sự ăn mịn mơi trường acid bị bong tróc lớp vec-ni a) H+ vào khe hở lớp vec-ni; b) H+ ăn mòn đến lớp hợp kim FeSn2; c) Sn2+ trao đổi điện tử với Fe lớp thép tạo thành Fe2+ Sn đóng khe; d) Lớp Fe bị ăn mịn sâu vào bên tạo lượng Fe2+ lớn 4.1.2 Bởi mơi trường H2S – tạo khí H2↑ Với thực phẩm giàu protein thịt cá, loại gia vị tỏi chứa bao bì thép tráng thiếp, tiệt trùng protein có cầu nối di-sulfur bị biến tính, đứt vỡ liên kết di-sulfur, tạo H2S Nếu lớp vecni phủ bên hộp có chứa ZnO có phản ứng sau để tiêu hủy khí H2S: H2O + ZnO → ZnS + H2O (ZnS màu trắng, dạng vảy) Nếu khơng có ZnO lớp vecni khơng tiêu hủy khí H2S, có chỗ bong tróc lớp vecni để lộ lớp Sn có phản ứng sau xảy tạo khí H2 vết đen tím làm 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, lớp vecni bị trầy tạo lỗ hổng để lộ lớp SnO, Sn bị ăn mịn hóa học thực phẩm có chứa nhiều phụ gia phân ly mơi trường H2 O thực phẩm, tạo thành nhóm mang điện tích dương, có khả nhận điện tử từ kim loại Cơ chế ăn mòn, hộp thép tráng thiếc trường hợp tương tự trường hợp thực phẩm có tính aicd 7.4.4 Ghép mí thân đáy nắp Kiểm tra mối ghép mí bao bì thép tráng thiếc : Kiểm tra nhanh phương pháp đo giá trị T , W , Z thước kẹp : Một mối ghép phải đảm bảo : T = 1,5 mm W = 3,2 mm Z = 3,25 mm Các giá trị dùng để kiểm tra mức độ ghép hộp có đường kính d = 54 + 108mm 7.4.5 Khuyết tật mối ghép mí thân dáy nắp Mối ghép mí thân đáy nắp bị hư hỏng sai lệch nguyên nhân sau : thân , nắp , đáy cắt với kích thước khơng xác thiếu thừa tạo nên móc nắp móc thân sai lệch ngắn dài ( H.7.17a , b , c , d ) không kín , tạo điều kiện nước xâm nhập trình trùng xâm nhập khơng khí , vi sinh vật - chúng phát triển sinh khối gây hư hỏng thực phẩm Sự hư hỏng bao bì thực phẩm phát rò rỉ nước thực phẩm khỏi bao bì có đảo lắc lon , hộp ; thời gian bảo ôn , sản phẩm bị lên men thối hay lên men tạo CO , ethanol Các trường hợp khuyết tật khác cắt định hình khơng kích thước a ) Trường hợp móc thân dài ( a ) móc nắp ngắn ( b ) tạo nên vùng rỗng phía sau chặt mối ghép tạo gờ phía ( H.7.18a ) Gờ khơng an tồn cho người tiêu dùng gờ gây vỡ khiến đồ hộp khơng kín , bị hư hỏng b ) Trường hợp móc nắp dài ( H.7.17c ) móc thân ngắn ( H.7.17d ) tạo vùng rỗng phía Khi máy ghép mí ép chặt mối ghép tạo gờ nhọn phía ( H.7.18b ) ; gờ bén bị nứt vỡ ( H.7.18c ) Bất kỳ hình thức hư hỏng mối ghép gây giá trị cảm quan giá trị dinh dưỡng , an toàn vệ sinh thực phẩm sản phẩm - Để kiểm tra độ kín lon sau ghép mí lon cho vào buồng khí nén máy đo chuyên dụng bơm khí nén vào với áp suất thích hợp P trì P , P giảm chứng tỏ lon bị hở phải loại bỏ Có thể kiểm tra hoạt động máy ghép mí cách thử độ kín lon rỗng hay đóng thực phẩm vào ghép đáy , nắp theo phương pháp : ngâm lon vào bể chứa nước nóng 90-100 ° C ... ngồi H2O H2O q trình tiệt trùng gây hư hỏng lớp mặt ngồi bao bì Sự trầy sước bề mặt cọ sát tiếp xúc bao bì với kim loại khác Do đa số bao bì thực phẩm thép tráng thiếc cần thiết tráng lớp vec-ni... 13 Qui trình chế tạo nắp đáy lon mảnh: 14 3. 1 Sắt nguyên liệu: 14 3. 2 Tráng vecni ngoài: 14 3. 3 Sấy khô (to = 2100C): 14 3. 4 Cắt tạo... tin cho loại sản phẩm, đồng thời lớp vecni chống oxy hóa từ bên ngồi, tạo nét cho bao bì Tráng Vecni nhằm chống oxy hóa, ăn mòn lớp thiếc tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm chứa bao bì Tùy loại sản