tìm hiểu bao bì kim loại

Mặt trong có thể dày hơn, có phủ Gần đây do giá thiếc cao đã tạo ra nhu cầu sản xuất thép không có thiếc trong đó lớp thiếc và oxyt thiếc thông thường được thay thế bằng lớp crom và oxyt

CHƯƠNG I: SƠ LƯỢC VỀ BAO BÌ KIM LOẠI

1.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA BAO BÌ KIM LOẠI

1.1.1 Lịch sử phát triển vật liệu bao bì

Thời kỳ đồ đá, vật chứa đựng thức ăn thức uống chính là những khúc gỗ rỗng, những quả bầu bí đã để khô, vỏ sò, ốc hoặc những bộ phận của thú rừng như da, xương, Sừng Họ cũng

đã biết dệt túi chứa từ cỏ hoặc lông thú

Đến thời kỳ đồ đá mới, con người đã biết chế tạo đồ chứa bằng kim loại và phát hiện ra đất sét chế tạo đồ gốm Hơn 1500 năm TCN, con người đã biết chế tạo ra lọ thủy tinh để chứa chất lỏng

1.1.2 Các loại vật liệu bao gói

Vào thế kỷ 15, triều đại nhà Minh ở Trung Quốc đã thiết lập trung tâm trao đổi thương mại đồ gốm sứ với vùng Nam, Tây Á và Ai Cập Cũng vào thời kỳ này, các vùng dân cư đã vượt đường xa để trao đổi lương thực hàng hóa cho nhau Do đó, các phương pháp bảo quản lương thực đáp ứng yêu cầu vận chuyển trong thời gian dài qua những vùng khí hậu khắc nghiệt đã bắt đầu được phát hiện và biết đến: ngũ cốc được ổn định nhiệt độ và làm ẩm trong quá trình vận chuyển trong những túi da pha cát và xoắn miệng túi lại để đạt độ kín

Giấy:

Được phát minh nhằm mục đích thay thế cho đá, gỗ, vỏ cây, da thú mà loài người đã dùng

để viết lên trước đó Sau đó, kỹ thuật sản xuất giấy phát triển không ngừng

Năm 1800, giấy bìa gợn sóng được phát minh Nó được sử dụng làm bao bì cho đa số các loại sản phẩm vì nó có tính bền cao, dai, chống lại những tác động cơ học, thuận tiện khi vận chuyển Ngoài ra, giấy bìa gợn sóng còn có thể tái sản xuất, tiết kiệm nguyên liệu, ít gây ô nhiễm môi trường

Thủy tinh:

Năm 1550 TCN, vật liệu thủy tinh được phát hiện, và những chai lọ thủy tinh màu ra đời Công nghệ sản xuất thủy tinh qua nhiều thế kỷ đã đạt đến trình độ tinh xảo, nhưng giá thành vẫn còn cao Thế kỷ 18 bước sang thế kỷ 19, nền KHKT thế giới tiến bộ và phổ biến nhanh nên giá thành hạ xuống thấp

Nhóm 9

Kim loại:

Bao bì kim loại trở thành một ngành công nghệ vào thế kỷ XIX và phát triển mạnh nhất vào đầu thế kỷ XX Nó vẫn tiếp tục phát triển nhờ ngành luyện kim và cơ khí chế tạo máy chế tạo ra vật liệu kim loại tính năng cao và thiết bị đóng bao bì luôn được cải tiến

Nhu cầu ăn liền cho những vùng xa nơi không thể cung cấp thực phẩm tươi sống hoặc đáp ứng yêu cầu của một số đối tượng do điều kiện sống và điều kiện công tác không có thời gian chế biến ngày càng tăng Bao bì kim koại chứa đựng thực phẩm ăn liền ra đời đã đáp ứng được yêu cầu trên, có thể bảo quản thực phẩm trong thời gian dài 2 - 3 năm, thuận tiện cho chuyên chở phân phối nơi xa

 Sắt tráng thiết:

Khoảng năm 1200, phương pháp mạ thiếc lên những tấm sắt mỏng đã được phát hiện Việc thép thay thế sắt và những hợp kim cứng khác đã cho ra đời những cỡ tấm hay lá kim loại rất mỏng, từ đó đã phát triển và tồn tại công nghệ chế tạo lon, hộp bằng thép, nhôm, hợp kim của nhôm và đi đến hoàn hảo như hiện nay

 Nhôm:

Vào năm 1825, nhôm đã được sản xuất Tuy nhiên, vào thời kỳ đó, việc tinh luyện nhôm rất khó khăn nên giá thành rất đắt Sau đó, phương pháp tinh luyện nhôm được cải thiện nên giá thành giảm xuống Nhôm được sử dụng cho nhiều mục đích

1.2 ĐẶC ĐIỂM

1.2.1 Yêu cầu về bao bì kim loại:

Bao bì kim loại còn phải đáp ứng các yêu cầu:

Về kĩ thuật:

 Không gây độc cho thực phẩm, không làm cho thực phẩm biến đổi chất lượng, không gây mùi vị, màu sắc lạ cho thực phẩm

 Bền đối với tác dụng của thực phẩm

 Có khả năng chống thấm mùi, khí, dầu mỡ và sự xâm nhập của vi sinh vật

 Chịu được sự tác động của các yếu tố hóa học, lí học Chịu được nhiệt độ và áp suất cao

 Hộp không bị rỉ, nắp hộp không bị phồng dưới mọi hình thức

 Lớp vecni phải nguyên vẹn

 Truyền nhiệt tốt, chắc chắn, nhẹ

 Dễ gia công

 Sử dụng, vận chuyển, bảo quản tiện lợi

 Đảm bảo được các chức năng của bao bì

Về cảm quan:

 Hình thức hấp dẫn, thích hợp với sản phẩm

 Phải đảm bảo hình thái, hương vị, màu sắc đặc trưng của sản phẩm theo những qui định của từng loại sản phẩm

 Phải có nhãn hiệu nguyên vẹn, ngay ngắn, sạch sẽ, ghi rõ các mục: cơ quan quản lý, cơ

sở chế biến, tên mặt hàng, phẩm cấp, ngày sản xuất, khối lượng tịnh và khối lượng cả bì, mã

số phải được in đảm bảo bền chắc, không dễ tẩy xoá

Về kinh tế:

 Vật liệu dễ kiếm

 Rẻ tiền

1.2.2 Ƣu điểm:

 Nhẹ, thuận lợi cho việc vận chuyển

 Đảm bảo độ kín vì thân và nắp đều có thể làm cùng một loại vật liệu nên bao bì không

bị lão hóa nhanh theo thời gian

 Rất dễ bị oxy hóa nên phải tạo một lớp mạ thiết, do đó độ bền hóa học kém

 Không nhìn thấy được sản phẩm bên trong

 Giá thành thiết bị cho dây chuyền sản xuất bao bì cũng như dây chuyền đóng gói bao bì vào loại khá cao

 Chi phí tái chế cao

1.3 PHÂN LOẠI BAO BÌ KIM LOẠI

1.3.1 Theo vật liệu làm bao bì:

1.3.1.1 Bao bì thép (sắt)

Thành phần chính: Fe, các kim loại hoặc phi

kim khác như C, Mn, Si, S, P có tỷ lệ < 3%

Nhóm 9

1.3.1.1.1 Bao bì thép tráng thiếc

 Bao bì kim loại thép tráng thiếc (sắt tây, từ này được dùng tứ thời Pháp thuộc): thép tráng thiếc có thành phần chính là sắt, và các phi kim, kim loại khác như cacbon hàm lượng ≤ 2,14%; Mn ≤ 0,8%; Si ≤ 0,4%; P ≤ 0,05%; S ≤ 0,05% Có những kim loại thép có tỉ lệ cacbon nhỏ 0,15% - 0,5% Hàm lượng cacbon lớn thì không đảm bảo tính dẻo dai mà có tính dòn (điển hình như gang) Để làm bao bì thực phẩm, thép cần có độ dẻo dai cao để có thể dát mỏng

thành tấm có bề dày 0,15 - 0,5 mm Do đó, yêu cầu tỷ lệ cacbon trong thép vào khoảng 0,2%

 Lớp thiếc: Phủ bên ngoài 2 mặt lớp thép Lớp thiếc có tác dụng chống ăn mòn Chiều dày: 0,1 –0,3 mm, tùy thuộc vào loại thực phẩm đóng hộp Mặt trong có thể dày hơn, có phủ

Gần đây do giá thiếc cao đã tạo ra nhu cầu sản xuất thép không có thiếc trong đó lớp thiếc

và oxyt thiếc thông thường được thay thế bằng lớp crom và oxyt crom Bao bì thép tráng Crôm bao gồm một lớp thép nền, trên mỗi bề mặt theo thứ tự là một lớp crom, một lớp oxyt crom và một lớp dầu bôi trơn cuối cùng là một lớp sơn vecni

Lớp sơn vecni có những tác dụng sau:

Ngăn ngừa phản ứng hóa học giữa sản phẩm và bao bì làm hỏng sản phẩm Ngăn ngừa sự biến mùi, biến màu của thực phẩm.Ngăn sự biến màu bên trong hộp đối với sản phẩm giàu sunphua Dẫn điện tốt trong quá trình hàn.Chất bôi trơn trong quá trình tạo thành hộp của hộp

2 mảnh Bảo vệ lớp sơn mặt ngoài bao bì khỏi trầy xước

Yêu cầu đối với lớp sơn vecni:

Không được gây mùi lạ cho thực phẩm, không gây biến màu thực phẩm Không bong tróc khi va chạm cơ học Không bị phá hủy khi đun nóng, thanh trùng Có độ mềm dẻo cao để trải khắp bề mặt được phủ Độ dày của lớp vecni phải đồng đều, không để lộ thiếc

1.2 Bao bì nhôm

Bao bì kim loại Al: Al làm bao bì có độ tinh khiết đến 99% và những thành phần kim loại khác có lẫn trong Al như Si, Fe, Cu, Mn, Mg, Zn, Ti…Bao bì nhôm chủ yếu dùng trong công nghệ chế tạo lon 2 mảnh với lớp trong được phủ sơn hữu cơ

 Thép và nhôm là 2 loại vật liệu chủ yếu và phổ biến được sử dụng trong chế tạo bao bì tuy nhiên mỗi loại đều có ưu, nhược điểm nhất định

CHƯƠNG II: CẤU TẠO CỦA BAO BÌ KIM LOẠI

CẤU TẠO THEO PHÂN LOẠI – TIÊU CHUẨN CỦA NGUYÊN LIỆU

2.1 Theo vật liệu làm bao bì:

2.1.1 Bao bì thép :

Công nghệ chế tạo lon ba mảnh được áp dụng cho nguyên liệu thép

- Thành phần chính của thép: Fe, các kim loại hoặc phi kim khác như C, Mn, Si, S, P có tỷ lệ < 3%

Bao bì chứa thực phẩm có tính ăn mòn cao(Táo, Mận,

đồ dầm giấm )

MR 0.1

3 0.6 0.02 0.05 0.01 0.2

Độ tinh sạch khá cao, Cu và P tăng, dùng chế tạo thép tấm tráng thiếc

Bao bì đựng rau quả, thực phẩm có tính ăn mòn trung bình (mơ, đào, bưởi) tính ăn mòn thấp (đào, ngô, thịt, cá )

3 0.6 0.015 0.05 0.01 0.2

Độ tinh sạch cao, độ cứng cao

Thùng chứa có thể tích lớn, cần cứng vững

 Bao bì thép tráng thiếc

Bao bì kim loại thép tráng thiếc (sắt tây, từ này

được dùng từ thời Pháp thuộc): thép tráng thiếc có

thành phần chính là sắt và các phi kim, kim loại khác

như C ≤ 2,14%; Mn ≤ 0,8%; Si ≤ 0,4%; P ≤ 0,05%;

S ≤ 0,05% Có những kim loại thép có tỉ lệ cacbon

nhỏ 0,15% - 0,5% Hàm lượng cacbon lớn thì không

đảm bảo tính dẻo dai mà có tính dòn (điển hình như

gang) Để làm bao bì thực phẩm, thép cần có độ dẻo

dai cao để có thể dát mỏng thành tấm có bề dày 0,15 - 0,5 mm Do đó, yêu cầu tỷ lệ

cacbon trong thép vào khoảng 0,2%

Hình 1: Bao bì thép tráng thiếc

Lớp thiếc: Phủ bên ngoài 2 mặt lớp thép Lớp thiếc có tác dụng chống ăn mòn Chiều dày: 0,1 –0,3 mm, tùy thuộc vào loại thực phẩm đóng hộp Mặt trong có thể dày hơn, có phủ sơn

Thép có màu xám đen không có độ dày bóng bề mặt, có thể bị ăn mòn trong môi trường axit, kiềm Khi được tráng thiếc thì thép có bề mặt sáng bóng Tuy nhiên thiếc là kim loại lưỡng tính (giống Al) nên dễ tác dụng với axit, kiềm, do đó ta cần tráng lớp sơn vecni có tính trơ trong môi trường acid, kiềm

* Lớp sơn vecni có những tác dụng sau:

- Ngăn ngừa phản ứng hóa học giữa sản phẩm và bao bì làm hỏng sản phẩm

- Ngăn ngừa sự biến mùi, biến màu của thực phẩm

- Ngăn sự biến màu bên trong hộp đối với sản phẩm giàu sunfua

- Dẫn điện tốt trong quá trình hàn

- Chất bôi trơn trong quá trình tạo thành hộp của hộp 2 mảnh

- Bảo vệ lớp sơn mặt ngoài bao bì khỏi trầy xước

* Yêu cầu đối với lớp sơn vecni:

- Không được gây mùi lạ cho thực phẩm, không gây biến màu thực phẩm

- Không bong tróc khi va chạm cơ học

- Không bị phá hủy khi đun nóng, thanh trùng

- Có độ mềm dẻo cao để trải khắp bề mặt được phủ

- Độ dày của lớp vecni phải đồng đều, không để lộ thiếc

Bảng 2: Một số loại vecni bảo vệ lớp thiếc

Chống tác động của lưu huỳnh

Công dụng (thích hợp với từng loại thực phẩm)

Không dùng với thực phẩm có hàm lượng axit cao

3 Phonolic Khá

tốt Rất tốt

Thịt, cá, súp, rau quả, nước giả khát, bia

Giá thấp, tính dẻo

và bám dính không cao

4 Epoxit

phenilic Tốt Xấu

Thịt, cá, rau quả, nước giả khát, làm lớp phủ bên ngoài cho một lớp vecni khác

Được sử dụng phổ biến

cá

Thực phẩm có tính axit thấp, chịu kiềm kém, có thể làm biến màu rau quả xanh

tốt

Không thích hợp

Bia, nước giải khát, làm lớp phủ ngoài cho lớp vecni khác

Không mùi, không chịu nhiệt độ cao hàn thân lon do đó không phủ trực tiếp, chỉ phủ bên ngoài

organosol Tốt

Ít áp dụng

Phủ ngoài cho lớp vecnia khác trong bao

bì bia, nước giải khát, lon nhôm

Giống vinyl nhưng dày và cứng chắc hơn

* Tiêu chuẩn tráng thiếc:

- Tùy theo yêu cầu sử dụng mà thép được tráng thiếc với hàm lượng thiếc tráng khác nhau oại thép dùng chế tạo lon chứa thực phẩm có độ tráng thiếc từ 5,6 – 11,2 g/m2, có thể lên đến 15,1g m2

- Có thể dùng phương pháp mạ điện hoặc phương pháp nhúng thép tấm vào thiếc nóng chảy, nhưng hiện nay thường dùng phương pháp mạ điện

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

2.1.2 Bao bì nhôm

2.1.2.1 Đặc điểm và tính chất bao bì nhôm:

 Đặc điểm bao bì nhôm:

- Bao bì nhôm có dạng hình trụ tròn, thuộc loại lon hai mảnh: thân dính liền đáy và nắp

- Bao bì lon nhôm được đặc biệt sử dùng để chứa đựng nước giải khát có gas như bia, nước ngọt Khi bao bì nhôm chứa đựng nước uống có gas, gas tạo áp lực ở bên trong lon tạo độ cứng vững cho lon nhôm một cách hợp lý

- Nhôm có tính mềm dẻo và có nhiệt độ nóng chảy cao, do đó không thể chế tạo theo dạng lon 3 mảnh vì phải qua giai đoạn cuộn thân, hàn điện để kết dính mép thân tạo thân lon Nhôm tấm được dùng phương pháp dập và vuốt để tạo thành thân dính liền đáy Vì vậy có những vùng có độ dày khác nhau như đáy có độ dày cao nhất, thân trụ

9 Acrylic Tốt

Tốt với thực phẩm có màu

Thực phẩm có chứa hoặc sót SO2 từ quá trình xử lý

Cho vẻ sáng đẹp khi mở hộp

Tốt nếu

có Zn

Lớp tráng cho hộp đựng bia, nước giải khát Nếu

có ZnO có thể làm lớp phủ cho rau quả

Nhóm 9

có độ dày thay đổi mỏng dần về phía bụng lon, hay cổ lon có độ dày cao hơn phần bụng lon

2.1.2.2 Công nghệ sản xuất bao bì nhôm:

 Công nghệ sản xuất nguyên vật liệu nhôm:

- Nhôm là một nguyên liệu phong phú được tìm thấy trong lớp vỏ trái đất Nó có trong tự nhiên dạng khoáng sản được gọi là quặng bauxit

- Quặng bauxit qua quá trình tinh chế loại bỏ tạp chất bẩn, chế tạo Al2O3 dạng bột mịn, trắng dùng phương pháp điện phân nhôm oxyt để thu được kim loại Al Nhôm, thu được ở dạng nóng chảy, được phụ gia một lượng nhỏ các kim loại khác nhằm tăng tính bền cơ và bền hóa cho sản phẩm bao bì Khối nhôm nóng chảy được đổ vào khuôn tạo thành thỏi, sau đó được cán thành tấm, và quấn cuộn, đó chính là nguyên liệu của ngành chế tạo lon nhôm đựng bia, nước giải khát

Bảng 3:Thành phần của các loại nhôm theo công dụng (%)

2.2 Theo công nghệ chế tạo lon

2.2.1 Lon 2 mảnh

Công nghệ chế tạo nhôm nguyên liệu được thực hiện dựa theo quy trình sau đây:

Quặng bau xit nhôm

Rót khuôn tạo thỏi Al

Cán thành tấm

Một số kim loại khác

như Si, Fe, Cu, Mn…

Quy trình công nghệ chế tạo lon nhôm

Nhóm 9

- Nhôm này sẽ được nung nóng để loại bỏ hơi ẩm, tại đây người ta thu được sản phẩm oxit nhôm Al2O3 Oxit nhôm được vận chuyển trên tàu hỏa đến nhà máy sản xuất nhôm

 Khâu điện phân

- Đây là phòng chứa các nồi điện phân, nhà máy này chứa tới 432 nồi điện phân, 1 dòng điện chạy trong nồi điện phân này sẽ giúp ta thực hiện phương pháp điện phân để tách nhôm ra

- Có một chiếc cầu chuyển nhôm đến từng nồi điện phân với những nguyên tố hóa học bổ sung như canxi florua hoặ nhôm florua để giảm độ nóng chảy của nhôm từ 2040 đến

960 C

- Dòng điện phóng ra từ anot chuyển qua lớp nhôm tan chảy trong nồi và tiến tới đáy nồi điện phân, ở đó có catot Dưới tác dụng nhiệt nóng chảy của nhôm là 960 C các anot sẽ tan chảy dần dần và cần được thay theo định kỳ Công việc này cần được thự hiện liên tục vì mỗi anot chịu một tuổi thọ kéo dài 20 ngày Những anot bị ăn mòn sẽ được lấy ra nồi điện phân bằng chiếc cầu trên cao này để đem đi tái chế

- Người ta dùng những anot đã bị ăn mòn đó để loại bỏ phần nhôm được đem đi tái sử dụng,

ta có thể nhìn thấy rất rõ lớp nhôm đọng lại phía trên mỗi anot Khi thay anot ta có thể lọc hết các chất bẩn đọng lại trên mặt của nối điện phân, khâu này được thực hiện bằng chiếc kìm lớn này, sau cùng người ta thay một anot mới vào vị trí và quá trình điện phân lại tiếp tục

- Dòng điện sẽ phá vỡ liên kết giữa các phân tử, nhôm nặng nhất sẽ tập trung ở đáy nồi điện phân, trong khi đó oxi và flo sẽ được bốc hơi lên trên, lượng khí này sẽ được tụ lại và đem

đi xử lý

 Khâu rót khuôn

- Nhôm thu được ở thể lỏng sẽ được để nghỉ ở đáy nồi điện phân, người ta cần hút lượng nhôm lỏng này vào 1 lò đúc nhôm qua một ống hút lớn Ống hút sẽ được nhúng xuyên đáy của nồi điện phân và hệ thống bơm trong ống sẽ hút toàn bộ lượng nhôm có dưới đáy nồi điện phân vào trong lò đúc nhôm

- ò đúc nhôm này được thực hiện trong khoảng thời gian ngắn, để dừng đúc nhôm người thợ cần điều khiển trực tiếp bằng 1 ống mềm khác

- Cuối cùng họ rút ống hút lên cần cẩu để đổ 1 lượng nhôm oxit khác vào trong nồi điện phân, khâu sản xuất nhôm cứ thế được tiến hành liên tục

- Những lò đúc nhôm sau khi được đổ đầy nhôm nóng chảy sẽ được đưa đến thùng đổ nhôm, người ta rót lượng nhôm chứa trong mỗi lò đúc vào những lò lớn Ở nhà máy này, những lò

đó có dung tích lên tới 60 tấn Trong những lò nung nóng này nhôm sẽ được dự trữ dưới dạng lỏng để chờ được đổ khuôn

- Giờ khâu đổ khuôn đã được tiến hành, người ta có thể đúc nhôm thành thỏi lớn, thành tấm, hoặc thành những viên nhỏ Nhôm cũng có thể đổ trực tiếp thành bán thành phẩm

- Nhôm sẽ được làm nguội nhanh chóng nhờ khâu phun nước, những thỏi nhôm ở đây có thể nặng tới 25 tấn và được đưa đi cán nóng thành những tấm lá nhôm Với từ 4 – 5 tấn quặng nhôm, nhà máy này có thể chất lọc được 2 tấn nhôm oxit và cuối cùng sản phẩm được 1 tấn nhôm Nhà máy này sản xuất được hơn 20 nghìn tấn 1 năm, nhưng 1 vài nhà máy khác của công ty có thể sản xuất 400 nghìn tấn nhôm 1 năm

- Khâu sản xuất những tấm nhôm mỏng yêu cầu phải cáng đi cáng lại những khổ nhôm nhiều lần cho mảnh ra Trước hết người ta nung chảy khoảng 10 thỏi nhôm nguyên chất 100% trong 1 lò nung sử dụng khí đốt thiên nhiên Những thỏi nung này được gọi là thỏi chì thỏi gang rất cần thiết để làm hợp kim, trong đó ta có thể thấy thiếc titan và silic

- Cần tới từ 3 đến 8h đồng hồ để hòa tan lượng này Lò nung hoạt động ở nhiệt độ 750 C Nhiệt độ nung chảy của nhôm là 660 C

- Trong chiếc khuôn nhỏ ta đổ 1 ít dung dịch nhôm nóng chảy vào nhằm sản xuất ra 1 mẫu, chỉ sau vài phút mẫu nhôm cứng lại và ta có thể kiểm tra cấu trúc và thành phần hợp kim tạo ra nó

- Có những rãnh dùng để vận chuyển nhôm từ lò nung sang tới khu đúc nhôm Nhôm nung chảy được chảy trong rãnh làm bằng đá lát và được đổ xuống Chính bằng phương pháp này ta có thể lọc được các cặn bẩn trong những bình chứa đặc biệt

- Những khuôn được làm lạnh bằng nước để nhôm nhanh chóng rắn lại, những thỏi nhôm được đổ ra khỏi khuôn và được đưa ra cân bằng máy Những thỏi nhôm ở đây rất lớn, nó

có kích thước dài 4m40, rộng 1m40 và dày 45cm, nó nặng tới 7500kg Những thỏi nhôm này cần dùng tới cần trục để di chuyển và được đặt trên mặt phẳng đặc biệt

- Sau khâu loại bỏ tất cả các chất bẩn để thu được 1 bề mặt hoàn toàn nhẵn mịn, thỏi nhôm được bào nhẵn 30mm, tất cả các phần hơi nước đọng lại sẽ được loại bỏ

là 7,5cm Người ta phải luôn thao tác để nhôm có bề dày chính xác từng cm một

Nhóm 9

- Đến khâu này tấm nhôm có bề dày 5cm và chiều dài hơn 9m, con chuyền này được gắn các trục cán vận chuyển tấm nhôm trong quá trình cán mỏng tấm nhôm Lúc này thỏi nhôm trở thành 1 lá nhôm có bề dày 5mm, nó đủ mỏng để thao tác cuốn tròn, có nghĩa là người ta cuốn nhôm thành cuộn trước khi gửi đi cán lạnh

- Khâu cán lạnh giúp bề dày của lá nhôm mảnh hơn rất nhiều, lá nhôm trở nên rất mảnh và

có thể bị vỡ rất nhanh nếu lực kéo căng lớn trong quá trình cán nguội Chính vì thế, người

ta luôn phải đặt 2 lá nhôm để tránh bị vỡ

- Lực cán mỏng cuối cùng bằng máy cán nguội giúp lá nhôm thu được độ mỏng cần thiết Ở khâu này người ta luôn cần tới dung dịch xả lạnh để nhôm không bị dính vào trục cán

- Bởi vì 2 bên viền của lá nhôm không được phẳng mịn nên 2 bên viền được cắt lại bằng dao

- Cuối cùng người ta cắt cuộn giấy nhôm thành những cuộn ngắn có độ rộng mà khách yêu cầu, lúc này cuộn lá nhôm đã sẵn sang đem đi sử dụng Trong 1 thỏi nguyên có thể sản xuất 850 lá nhôm dài 15m tương đương với 1 lá nhôm dài 12km

a Công nghệ sản xuất bao bì nhôm

 Tạo thân lon

- Thông thường quá trình sản xuất chế tạo

lon nhôm thường được thực hiện từ

những tấm nguyên liệu được quấn thành

từng cuộn có trọng lượng đặc trưng là

11250 kg, chiều dài khoảng 500 – 600m,

chiều rộng khoảng 1,2m, bề dày tấm

khoảng 0,32 – 0,36mm

- Lon thức uống bằng nhôm gồm có hai

phần: thân và nắp Quá trình sản xuất chế

tạo lon nhôm từ tấm nguyên liệu được

quấn thành từng cuộn có trọng lượng đặc

trưng là 11.250kg, chiều dài khoảng

500÷600mm và chiều rộng khoảng 1,2m, bề dày tấm khoảng 0,32÷0,36mm Việc tạo hình lon nhôm được thực hiện quy trình công nghệ thiết bị tự động hoàn toàn

- Các cuộn nhôm được kéo duỗi thẳng ra để bắt đầu cho việc tạo ra lon Những tấm nhôm được trải thẳng thành dải và bôi trơn cả hai mặt Việc bôi trơn nhằm giúp lá nhôm di chuyển dễ dàng hơn trên bề mặt các công cụ các thiết bị trong suốt quá trình định hình sau

đó

- Nhôm tấm được cắt thành những hình tròn và bằng phương pháp dập, vuốt, nong theo khuôn để tạo dạng trụ, nhằm định hình sơ bộ thân trụ

- Thân lon hình trụ được vuốt định hình ở phần bụng lon qua ba giai đoạn để đạt được độ cao yêu cầu của thân lon và phần thừa để cuốn mép lon, do đó bề dày than lon giảm đi nhiều lần so với nhôm tấm ban đầu, tức bề dày thân lon thay đổi như sau: phần bụng lon là 109μm, phần thân gần miệng lon có độ dày thành 168 μm Các thể tích lon được chế tạo:

370, 350, 333, 250ml

- Phần đáy được tạo thành vòm làm tăng độ chắc ở đáy lon Trong suốt quá trình chế tạo thân, thành lon luôn luôn được bôi trơn để làm giảm độ ma sát vì đây là quá trình sản xuất tốc độ cao khoảng 2700÷3000 thân lon/phút Chất bôi trơn có thể được thu hồi trên quy trình liên tục qua một thiết bị lọc, và được tái sử dụng lại

- Phần thừa phía miệng lon được cắt để thân lon có một độ cao đồng đều Thân lon được chuyển đến bể rửa để loại bỏ chất bôi trơn

Nhóm 9

-

Cuộn nhôm lá

Duỗi, trải thẳng

Bôi trơn để giảm ma sát

Cắt thành hình tròn

Dập tạo hình thân trụ sơ bộ

Rửa sạch chất bôi trơn

Nong vuốt tạo thân trụ có chiều

cao yêu cầu và tạo dạng đáy lon

Cắt phần thừa ở viền miệng lon

Sấy thân lon

In mặt ngoài thân lon

Cắt thành hình tròn nắp

Dập tạo hình nắp, tạo móc nắp

Gắn khóa vào tâm nắp

Rửa sạch chất bôi trơn Sấy khô nắp

Tạo khóa nắp

Phủ vecnis bảo vệ lon, nắp Sấy khô lớp vecnis Ba giai đoạn sấy: 100, 195, 210 0 C

Lon thành phẩm Nắp thành phẩm

Quy trình công nghệ chế tạo lon và nắp lon

Sau giai đoạn rửa sạch chất bôi trơn là giai đoạn sấy lon được sấy khô bằng dòng khí nóng và sau đó đưa đến máy in để in nhãn hiệu, trang trí Từng chiếc thân lon, được in trong lúc quay một vòng chu vi thân trụ, kế đó là công đoạn phủ lớp vec-ni Lớp epoxy phenolic phủ bên trong lon để tránh ăn mòn lon nhôm bởi môi trường axit của nước giải khát on được chuyển

từ máy phủ vec-ni sang thiết bị sấy, được làm khô bằng dòng khí nóng với ba giai đoạn gia nhiệt: 101 C, 195 C, 210 C để làm khô hoàn toàn lớp vec-ni

Nắp lon có khóa mở theo kiểu đòn bẩy

Khóa mở lon gắn vào nắp bởi một chất ri-ve tại tâm mặt tròn nắp, áp dụng nguyên tắc đòn bẩy Sau khi thân lon được bôi trơn thì cổ lon sẽ được tạo viền để ghép nắp

Công nghệ chế tạo nắp lon nhôm đƣợc thực hiện dựa trên quy trình sau

Gắn khóa vào tâm nắp

Rửa sạch chất bôi trơn

Sấy khô nắp

Phủ vecni bảo vệ nắp

Sấy khô nắp

Nắp thành phẩm

Nắp lon mở khóa được chế tạo theo quy tắc đòn

bẩy Khóa mở lon gắn vào nắp bởi một chất rive

tại tâm mặt tròn nắp

Vỏ lon được đưa đến nhà máy chế biến nước ngọt ở gần đó Ở nhà máy đóng lon người ta cũng thấy máy móc hoạt động với công suất lớn như trong nhà máy sản xuất lon Máy rót 1 lượng nước ngọt đều nhau vào trong các lon với tốc độ 100.000 lon/h

Những lon rỗng được đặt trên 1 băng chuyền chạy

xung quanh cổ máy, máy được phân chia rất đều

chỉ cần có chênh lệch 1mm nước ngọt trong một

lon có thể làm tê liệt toàn bộ dây chuyền sản xuất

Hộp quay những lon nước ngọt được đậy nắp

ngay lập tức trước khi đồ uống bị bay hơi

Những bộ phận dùng để quấn quanh cổ lon,

chúng sẽ được cuốn khi lon được đóng đầy nước

ngọt Sau đó được ghép cuộn mép thành 2 tầng

Sự ghép cuộn mép là rất mảnh Ở đây, chính khâu cuộn mép là khởi đầu tạo nên lon chứa nước

có gas

b Ăn mòn bao bì nhôm

on nhôm được phủ lớp vec-ni bảo vệ ăn mòn ngay trong quá trình chế tạo Do đó lon nhôm chỉ bị ăn mòn hóa học khi lớp vec-ni bị trầy sước, bong tróc tạo nên những khe, lỗ giúp môi trường axit của bia, nước giải khát tiếp xúc với lớp Al hoặc Al2O3 tạo nên phản ứng hóa học:

Al2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O

Hoặc: Al + 6H+ = Al3+ + 3H2

Môi trường axit ăn mòn tạo H2 , nhưng khí H2 sinh ra thì không tạo áp lực đáng kể so với

áp lực CO2 có sẵn trong lon (khoảng 2,6at), điều đáng quan tâm là thành lon rất mỏng, nếu bị

ăn mòn hóa học thì sẽ thủng ngay và hư hỏng sản phẩm

Nhóm 9

 Các loại thực phẩm đựng trong bao bì nhôm thường gặp

2.2.2 Lon 3 mảnh

Quy trình sản xuất lon 3 mảnh

 Lon ba mảnh gồm: Thân, đáy, nắp

Hình 4: Cấu tạo lon 3 mảnh

 Thân: Được chế tạo từ một miếng thép chữ nhật, cuộn lại thành hình trụ và được làm mí thân

 Nắp và đáy: Được chế tạo riêng, được ghép mí với thân (nắp có khóa được ghép với thân sau khi rót thực phẩm)

 Thân, đáy, nắp có độ dày như nhau vì thép rất cứng vững không mềm dẻo như nhôm, không thể nong vuốt tạo lon có chiều cao như nhôm, mà chỉ có thể nong vuốt được những lon

có chiều cao nhỏ Nhưng trên thực tế, hầu như rất ít khi thân và nắp có độ dày bằng nhau Hiện nay ở Việt Nam đa số sắt thân dày hơn sắt nắp, mặt khác khi sử dụng thép mỏng làm thân hộp, nhà sản xuất có thể cán gân thêm để tăng độ cứng vững và chịu được áp lực thân hộp

Nhóm 9

Nắp lon

Mí ghép đôi Mối nối Hàn mí bên Đường gân

Hình biễu diễn chi tiết lon 3 mảnh có đường gân

Mí ghépđôi

Hình biễu diễn chi tiết lon 3 mảnh không có đường gân

 Ưu, nhược điểm của lon 3 mảnh:

 Đảm bảo độ kín

 Chịu nhiệt độ cao và áp suất cao

 Khả năng truyền nhiệt tốt do đó sữa có thể được đóng thành lon rồi đem thanh trùng, tiệt trùng

 Chế tác từ thép nên thân cứng vững, thuận lợi cho vận chuyển và bảo quản

 Chế tạo phức tạp do có nhiều mối ghép

 Nguy cơ nhiễm độc do mối hàn có chì, han rỉ từ mối hàn

 Không thấy được sản phẩm bên trong

 Giá thành thiết bị cho dây chuyền sản xuất bao bì cũng như dây chuyền đóng gói bao bì vào loại khá cao

 Quy trình chế tạo thân

Sơ đồ quy trình chế tạo thân lon 3 mảnh:

Tạo gân Ghép mí đáy và thân

Sản phẩm

Rửa dầu, sấy khô

In nhãn hiệu Cắt thân lon Phủ vecni, sấy khô Tấm thép

Cuộn, hàn mí thân Loe miệng