2.2.4.1. Đặc điểm bao bì nhôm:
• Bao bì lon nhôm được đặc biệt được sử dụng 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.
2.2.4.2. Tính chất bao bì nhôm:
• Bao bì lon nhôm nhẹ hơn rất nhiều so với các loại bao bì làm bằng các loại vật liệu khác nên rất thuận lợi trong khi vận chuyển và phân phối sản phẩm.
• Tác dụng chống tia cực tím của lon nhôm rất tốt. Do đó ngoài dạng lon, nhôm còn được dùng ở dạng lá nhôm ghép với các loại vật liệu khác như plastic để bao gói thực phẩm với mục đích là chống thoát hương và chống tia cực tím
• 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 có độ dày thay đổi mỏng dần về phía bụng lon, hay cổ lon có độ dày cao hơn phần bụng lon.
2.2.4.3. Công nghệ sản xuất bao bì nhôm:
Công nghệ sản xuất nguyên liệu nhôm:
Công nghệ chế tạo nhôm nguyên liệu được thực hiện dựa theo quy trình sau đây Quặng boxit
↓ Tinh chế
↓
Oxit nhôm Al2O3 ↓
Điện phân ↓
Một số kim loại khác → Nhôm (Al dạng nóng chảy) như Si, Fe, Cu, Mn ↓
Rót khuôn tạo thỏi Al ↓
Cán thành tấm ↓
Cuộn lá nhôm • Khâu tinh chế:
- Nhôm sau khi khai thác từ quặng được đưa tới nhà máy để nghiền nhỏ, sau đó người ta thực hiện phản ứng hóa học bayer để chiết lọc ra nhôm.
- Nhôm làm bao bì có độ tinh khiết đến 99%, 1% còn lại là những thành phần kim loại khác như Si, Fe, Cu, Mn, Mg, Zn, Ti.
- 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 hiên 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 hoặc nhôm florua để giảm độ nóng chảy của nhôm từ 2040 đến 960oC.
- 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 960oC các anot sẽ tan chảy dần dần và cần được thay theo định kỳ. Công việc này cần được thực 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 hiên bằng chiếc kìm lớn này, sau cùng người ta thay 1 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 1 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.
- Lò đúc nhôm này đươc thực hiện trong khoảng thời gian ngắn, để dừng đúcnhôm 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 dể 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 tới 5 tấn quặng nhôm, nhà máy này có thể chất lọc được 2 tấn nhôm oxit và cuối cùng sản xuất đươc 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 xuât 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 mãnh 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 7500C. Nhiệt độ nung chảy của nhôm là 6600C.
- Trong chiếc khuôn nhỏ ta đổ 1 ít dung dịch nhôm nóng chảy vào nhằm sx ra 1 mẫu, chỉ sau vài phút mẫu nhôm cứng lại và ta có thể kiểm tra cấu trúc và thanh 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 đươc 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. Nhữntg thỏi nhôm này cần dùng tới cần trục để di chuyển và được đặt trên mặt phẳng đặc biệt.
- Sau khâu loại bỏ tât cả các chất bẩn để thu được 1 bề mặt hoàn toàn nhẵng mịn, thỏi nhôm được bào nhẵn 30mm, tất cả các phần hơi nước đọng lại sẽ được loại bỏ.
• Khâu cán thành tấm:
- Người ta đưa thỏi nhôm qua nhiều lượt máy để cán mỏng. Thỏi nhôm đươc ép bẹp ra nhờ những trục cán của máy cán kim loại. Nhiệt độ của trục cán lên tới từ 455 đến 5400C. Lực ép xuống thỏi nhôm được giám sát bởi những kỹ thuật viên, nếu thỏi nhôm quá lớn thỏi nhôm sẽ lùi lại để kỹ thuật viên điều chỉnh lại lực ép.
- Hơi nóng bốc ra tới mức thỏi nhôm bám chặt vào trục cán của máy cán kim loại, để tránh trường hợp đó người ta làm lạnh toàn bộ bằng 1 chất lỏng gồm 95% nước và 5% dầu. Ban đầu thỏi nhôm dày 45cm, sau mỗi lần ép thỏi
nhôm trở nên mỏng dần. Tùy theo nhu cầu mà thỏi nhôm được đưa đi ép từ 12 đến 16 lần. Lúc này, bề dày của thỏi nhôm còn lại là 7,5 cm. Người ta phải luôn thao tác để nhôm có bề dày chính xác từng cm một.
- 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 truớc khi gửi đi cán lạnh.
- Khâu cán lạnh giúp bề dày của lá nhôm mảnh hơn rât 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 đăt 2 lá nhôm để tránh bị vỡ.(máy cán lạnh)
- 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 hàng yêu cầu, lúc này cuộn lá nhôm đã sẵn sàng đem đi sử dụng. Trong 1 thỏi nguyên có thể sản xuất 850 lá nhôm dài 15 m tương đương với 1 lá nhôm dài 12km
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.
- Nhưng trong tài liệu này, chúng ta đang khảo sát quy trình chế tạo lon nhôm của một cơ sở ở Châu Âu nên số liệu có khác hơn so với trong các tài liệu ghi chép bằng tiếng Việt. Những lon nhôm rất nhẹ, chính vì vậy mà khó có thể tin được chúng được làm từ những cuộn lá nhôm nặng tới 9 tấn. Khi 1 cuộn lá nhôm như thế có thể làm được 750 nghìn lon nhôm. - Máy ép này sẽ cắt lá nhôm thành những mảnh hình tròn từ những tấm lá nhôm, những mảnh hình tròn sẽ được ép thành lon.
- Công đoạn gia công lon được chia thành 2 phần, máy sẽ cắt nhôm thành các hình tròn có đường kính 14cm và nén thành hình chung cốc. Phần còn lại của lá nhôm được nén lại và được gửi trả lại nhà máy chế biến nhôm. Ở đó người ta tái sử dụng phần nhôm thừa thành những lá nhôm mới.
- Những chung cốc lần lượt được xuất dọc theo cổ máy này, dụng cụ để làm thân của lon nước ngọt sẽ được bôi mỡ để tránh không xé rách phần nhôm. Máy đang kéo ra, mỡ cũng góp phần như một chất lỏng làm lạnh bởi vì nhôm sẽ nóng khi chúng ta gia công như thế.