食品包裝技術2d

學習情境二食品包裝材料及包裝容器項目二金屬包裝材料及包裝容器教學目標2.掌握金屬材料的性能指標1.掌握金屬材料的特性4.掌握常用的金屬包裝容器的特點3.掌握常用的金屬包裝容器的種類5.熟悉金屬容器的發(fā)展趨勢項目導入金屬包裝主要以鐵和鋁為原材料，將其加工成各種形式的容器來包裝食品。由于金屬包裝材料及容器具有包裝特性和包裝效果優(yōu)良、包裝材料及容器的生產效率高、包裝食品流通貯藏性能良好等特點，其在食品包裝上的應用越來越廣泛，成為現代最重要的四大包裝材料之一。任務一

金屬的包裝性能一、金屬的包裝性能二、常用的金屬材料-薄鋼板三、常用的金屬材料-鋁金屬材料在包裝材料中所占的比重金屬材料的優(yōu)點一、耐加工性好。強度高，機械適應性好，對包裝食品保護性好、損耗少；二、環(huán)境適應性好。耐高溫、耐溫濕變化、耐壓、耐蟲害、耐有害物質侵蝕；三、隔絕保護性好。阻水、阻光、阻氣、滲透性好，能隔絕有害物質，較長期保存食品，包裝壽命長；四、表面裝飾性好。表面有光澤，通過設計、印刷、裝飾以提高理想的表面狀態(tài)，以刺激消費,促進銷售。五、加工技術與設備成熟，品種規(guī)格齊全。金屬材料的缺點一、化學穩(wěn)定性差。酸堿能力小，易腐蝕，金屬離子易析出而影響食品風味；二、重量大。給貯運帶來不利；三、經濟性差。價格較貴。四、容器開口性較差。須借助工具；五、廢棄物處理較困難。金屬材料的種類一、薄鋼板1.鍍錫，2.鍍鉻，3.鍍鋅，4.噴塑，5.涂漆；二、鋁及鋁合金1.鋁膜，2.鋁箔，3.鋁板；三、有色金屬及合金銅、錫、銀等。金屬包裝容器的發(fā)展方向1.原材料的改進。馬口鐵生產從熱鍍錫到電鍍錫，從等厚鍍錫到差厚鍍錫，開發(fā)無錫鋼板以節(jié)約貴重金屬錫，從而降低成本。鋁合金板和薄鋼板減薄，使容器越來越輕。2.制罐技術的進步。三片罐的加工從錫焊法到電阻焊，正研究采用激光焊。用二片罐替代三片罐，改進二片罐制作技術。3.改進老產品、開發(fā)新品種。鋼基包裝材料1.鍍錫薄鋼板2.鍍鉻薄鋼板3.鍍鋅鋼板4.涂塑彩鋼板5.不銹鋼板鋼基包裝材料鍍錫薄鋼板-馬口鐵馬口鐵是將薄鋼板放入熔融的錫液中熱浸或經酸洗后在電解槽中將其兩面鍍上薄錫層的低碳鋼薄板。鍍錫薄鋼板的結構由五部分組成，由內向外依次為：鋼基板、錫鐵合金層、錫層、氧化膜、油膜。由于錫的電極電位比鐵高，且化學性質穩(wěn)定，因此鍍錫層對鐵起到一定保護作用，一般食品可直接用鍍錫板罐包裝。鍍錫薄鋼板-馬口鐵的特點優(yōu)點：強度高，抗機械負荷傷害能力強；高、低溫穩(wěn)定性好，環(huán)境適應性好隔絕保護性好，食品包存期長；加工技術設備成熟,能焊接,加工性能好;表面光亮、裝飾性能和印刷性能好；成本較鋁材低。缺點：具有金屬包裝材料共有的缺點。在表面錫層劃傷后，腐蝕迅速。鍍錫薄鋼板的機械性能由于加工材料、工藝等因素的影響，鍍錫板具有的機械性能如強度、硬度、塑性、韌性也各不相同，因而其包裝用途和包裝容器成型加工的方法也各不相同。為滿足使用性能和成型加工工藝性的要求，生產上用調質度作為指標來表示鍍錫板的綜合機械性能。鍍錫板的調質度是以其表面洛氏表面硬度（T）來表示。按T值的大小不同，T值越大，其具有的強度、硬度越高，而相應塑性、韌性越低，因此不同調質度的鍍錫板使用場合、加工方法不同。鍍錫薄鋼板的耐腐蝕性錫的電極電位比鐵高，化學性質穩(wěn)定，如果鍍錫層鍍錫完整，純度高，且鍍層和鋼基板結合牢固，鍍錫層對鐵能起到的保護作用越好。一般的食品可直接接觸鍍錫板容器。但食品種類繁多，成分、特性各不相同，因此對鍍錫板制成的包裝容器的耐腐蝕性有不同的要求。錫層的保護作用有限，對于腐蝕性較大的食品，如番茄醬，含有硝酸鹽、亞硝酸鹽的食品及肉禽類、水產類食品等生產過程中能與錫作用產生硫化物的食品，都會對鍍錫板產生腐蝕作用。因此，此類食品不能與鍍錫板罐直接接觸使用，而應采用在鍍錫板上涂覆涂料，將食品與鍍錫板隔離，以減少它們之間的接觸反應，確保罐裝食品質量和延長其貯存時間。鍍鉻薄鋼板-無錫薄鋼板將軋制到一定厚度的薄鋼板經電解、清洗、酸洗等處理后，在鍍鉻槽中鍍鉻，再經鉻酸處理、水洗、風干、涂油即制得鍍鉻薄鋼板。鍍鉻薄鋼板由里向外依次是：鋼基、金屬鉻層、水合氧化鉻層、油層。表面均勻，具有良好的致密性的氧化膜。鍍鉻薄鋼板-無錫薄鋼板的特點優(yōu)缺點：與鍍錫薄鋼板基本相同。成本低、耐腐蝕性不如鍍錫板，涂料附著力高，不能用錫焊接，多采用縫焊（電阻焊）或粘接劑粘合，光澤較差。鍍鋅薄鋼板-白鐵皮優(yōu)缺點：韌性較好，表面耐候性能也較好，多用于制造中型桶和大型桶，適宜盛裝多種中性食品和溶劑。在盛放酸性食品時，鋅易溶出，造成食品含鋅量超標，會引起鋅中毒。涂塑鋼板-彩板將軋制到一定厚度的薄鋼板經電解、清洗、酸洗等處理后，在鍍鉻槽中鍍鉻，再經鉻酸處理、水洗、風干、涂油即制得鍍鉻薄鋼板。鍍鉻薄鋼板由里向外依次是：鋼基、金屬鉻層、水合氧化鉻層、油層。表面均勻，具有良好的致密性的氧化膜。不銹鋼板鋁基包裝材料1.鋁塊2.鋁合金薄板3.鋁箔4.真空鍍鋁薄膜鋁基包裝材料鋁材的優(yōu)點一.密封性好。對光線、油脂和氣味物質密封；二.機加工和變形性能好。軟化鋁膜的回彈量?。蝗?印刷性能良好；四.抗撕裂強度小，易開啟；五.表面純凈光潔，熱輻射反射能力強；鋁材的缺點一、厚度薄的鋁膜有孔隙，易出現孔隙裂紋，不能用于包裝易受氧氣及水蒸氣損傷的食品。二、易腐蝕，不耐堿；三、熱輻射反射性能強，對食品烹飪、加熱不利；四、不能焊接；五、延伸率低。鋁材的腐蝕1.強酸、強堿環(huán)境中不穩(wěn)定；2.有機酸及其鹽類；3.含硫食物、二氧化硫、硫化氫類；4.氧氣；5.磷酸鹽和硝酸鹽；6.有機陽離子、花青素苷和葉綠素等。能抑制鋁腐蝕的食品：糖、淀粉等。鋁材的應用鋁板：啤酒桶、易開罐、螺旋瓶蓋、鋁管。鋁箔：罐和杯形容器的易開蓋、裹包食品、制盤盒、印制商標、標簽、銘牌。鋁膜：通常用于復合材制作蒸煮袋、包裝盒、泡罩包裝蓋材。鋁箔鋁箔是用商業(yè)純鋁鋁板經多次壓延而制成的可撓性金屬薄片。由于壓延后熱處理程度的不同，鋁箔分為軟質和硬質兩種。厚度小于0.2mm或0.152mm。鋁箔的特性1.優(yōu)異的光學性能。對光線的反射率高達85%~90%，表面形成的自然氧化膜呈銀白色，具金屬光澤。外觀華麗，具有吸引力，展示效果好。2.高阻隔性能。能防水、阻水蒸汽、隔氣體、保香和阻光，且可防止微生物侵害。3.良好的機械適應性能。是柔性材料，具有一定的抗拉強度，具有優(yōu)良的加工適應性和包裝自動化適應性。但耐折性差、易折皺、破裂強度很低。4.耐熱耐寒性好。鋁箔可以耐高溫蒸煮和其他熱加工具有良好的導熱性。此外，鋁箔還適用于冷凍包裝和貯存，并且具有保溫、保冷功能和良好的環(huán)境適應性。5.耐化學性能。鋁箔的耐酸堿腐蝕性差，但可以通過涂膜、復合處理得到改善。鋁箔的深加工1.染色加工－為了加強其裝飾效果，可以對素箔進行染色，使其更五彩繽紛、華貴美麗。2.印刷加工－鋁箔可以像紙張一樣很方便地印刷，既可單色印刷，也可多色印刷。3.涂布加工－為了提高耐腐蝕性、耐熱性及機械強度等，在鋁箔的一面或兩面涂上合成樹脂材料，以形成薄膜。4.復合加工－主要目的是為了提高機械強度，可復合各種紙、玻璃紙、塑料薄膜等。5.壓花加工－把鋁箔通過模壓輥，壓出各種花紋或文字、符號等，增強其裝飾效果。鋁箔的應用1.制作蒸煮袋。蒸煮袋其結構中應有鋁箔層，以提高阻氣性、阻光性，增加強度。2.制作多層復合袋。鋁箔與塑料膜制成的復合袋，用于防潮、保香等氣密性要求高的包裝。3.制作利樂包式包裝盒。在多層材料中鋁箔主要提供阻隔性、抗?jié)B透性。4.制軟管。包裝黏稠食品、牙膏、化妝品等。5.做泡罩包裝的蓋材。用于藥片及糖果的包裝。6.制杯盒盤蓋。7.裹包食品。薄鋁箔可直接包裹糖果、巧克力等。8.制盤盒。較厚的鋁箔可加工成淺盤、盒等，用于烘烤食品。9.印刷商標。鋁膜復合材料-復合作用：提高包裝性能，避免腐蝕，減少孔隙裂紋的危險。常用的復合方式：鋁膜/紙、紙板；鋁膜/有機玻璃；鋁膜/PA；鋁膜/PETP；鋁膜/LDPE；鋁膜/PP；鋁膜復合材料-涂漆作用：抑制水和空氣中所含的多種腐蝕性成分的腐蝕。常用涂層材料：硝化纖維漆、漆、乙烯基共聚物、含水的基分散劑涂料、烤漆、環(huán)氧—酚—樹脂漆，乙烯基樹脂漆等。真空鍍鋁軟包裝材料由于鋁原材料較貴，生產鋁箔能源消耗大，因此使用鋁箔包裝成本較高。如將鋁箔減薄，又會出現由針孔造成的氣密性差及機械強度變差的問題。其空鍍鋁軟包裝材料可部分替代鋁箔復合材料，對要求不太高的場合能滿足要求并降低了成本。鍍鋁薄膜的阻隔性及反射紫外光性能雖不如鋁箔好,但具有熱封性,且耐折性也較鋁箔好。真空鍍鋁軟包裝材料的制法將欲鍍鋁的基材（PET、PE、PP塑料薄膜、紙、紙塑料膜）放入鍍鋁真空室的冷卻輥上展開。真空室內展開的基材下面有一個蒸發(fā)鋁用的坩堝，鍍材（鋁絲）在坩堝內加熱并蒸發(fā)，蒸發(fā)后的鋁微粒沉積在基材表面。蒸鍍層厚度一般在250~300A。為保護較薄的鍍鋁層，可再在其上覆合一層聚乙烯。任務二常用金屬包裝容器一、金屬罐的分類二、金屬罐的制造三、其他金屬包裝容器金屬罐的分類按外形分類按結構分類按材質分類按開啟方法分類金屬罐常用金屬罐的分類常用金屬罐的種類與應用常用金屬罐的形狀(橫截面)三片罐三片罐又叫接縫罐，是最老的空罐形式。整個罐由罐身、罐底和罐蓋三部分組成。罐身縱縫連接可以用錫焊法、壓接法、電阻焊法和黏結法密封，罐蓋、罐底和罐身靠二重卷邊法連接。罐頭食品金屬罐罐型規(guī)格系列三片壓接罐三片壓接罐主要用于密封要求不高的食品罐，如茶葉罐、月餅罐、糖果巧克力罐和餅干罐等。這類罐大多是手工或半自動方式生產，罐形狀各異，有方罐、圓罐、橢圓罐、多邊形罐等。由于采用整版印刷制罐，罐面圖案美觀。三片壓接罐罐身與罐底采用二重卷邊法，罐口卷邊，罐蓋采用套蓋。三片壓接罐的工藝過程印鐵→烘干→切板→切角、切缺→卷邊→端折→成圓（踏平）→翻邊→封底→滾凸筋→卷口三片錫焊罐三片錫焊罐的原料是馬口鐵板，罐身縱接縫采用錫焊，因此，長期貯存食品時，有可能受到焊錫或焊藥的污染。這類罐大多是自動或半自動方式生產，罐形狀各異，有方罐、圓罐、橢圓罐、馬蹄形罐等。三片壓接罐罐身與罐底、罐蓋均采用二重卷邊法。常用于需真空封罐及高溫殺菌的罐頭產品。三片錫焊罐的工藝過程切罐身板→切角、切缺→端折→成圓（踏平）→焊錫→翻邊→封底切罐底板→涂油→沖蓋→圓邊→注膠→烘干三片電阻焊(縫焊)罐電阻焊是將待焊接的兩層金屬板重疊置于連續(xù)轉動的兩滾輪電極之間，通電，靠電阻產生的熱使?jié)L輪之間的被焊金屬接近熔化狀態(tài)，并在滾輪壓力下連成一體，形成焊縫。鍍錫薄鋼板和鍍鉻薄鋼板均可采用電阻焊法制罐。電阻焊節(jié)約了貴重的錫，并避免了鉛錫對內裝食品的污染；焊縫強度高，密封性好；焊縫搭接寬度小，節(jié)約材料；焊縫小，彩印面積大，外形美觀；焊縫厚度薄，便于翻邊、縮頸和封口等后續(xù)工序的操作；生產效率高。因此縫焊罐巳成為三片罐主導產品，大量用于加熱殺菌食品的包裝。三片電阻焊(縫焊)罐

的工藝過程印鐵→切板→卷圓→焊接→補涂→烘干→翻邊→封蓋→檢驗三片黏結罐由于無錫鋼板的焊接性差，于是出現了用有機黏結劑（主要是耐高溫的聚酰胺樹脂系黏結劑）黏結罐身縱縫的制罐工藝。其特點是：印刷時不留空白，因而罐身外形美觀；采用低價的無錫鋼板，可以降低成本；為保證足夠的強度，罐身接縫的搭接寬度較大。這是一種有前途的制罐方法。三片黏結罐的工藝過程切罐身板→切角→成圓→罐身黏結→沖擊黏結(由沖擊器將接縫壓緊)→急冷(使黏結劑固化)→翻邊→封底→噴內涂料→烘干二片罐(沖壓罐)二片罐的罐身和罐底為一體，沒有罐身縱縫和罐底卷邊。二片罐生產周期短、工藝簡單、密封性好，廣泛應用于啤酒及含氣飲料的包裝。國際上已采用預印刷的二片深沖罐用于罐頭食品包裝。二片罐的應用，一方面擴大了金屬材料的應用范圍，另一方面也活躍了飲料和食品的包裝市場，制罐工藝的改進，效率的提高顯示了強大的生命力。沖拔罐(DWI罐)沖拔罐的制作主要經過預沖壓和多次變薄拉伸兩個過程，故稱變薄拉伸罐。沖拔罐的最大特點是長徑比很大（一般為2:1，最大可達5:1）罐壁經多次拉伸變薄，因此，這種罐身結構很適合于含氣飲料的包裝，由于內壓的存在而支撐罐壁。此外，它還具有設備簡單、生產效率高的特點。沖壓罐主要適用于鋁或馬口缺板材，TFS板不適于沖拔工藝。沖拔工藝只能成型圓型罐，不適合制作異型罐。目前沖拔罐大量用于啤酒及含氣飲料的包裝，很少用于其他食品包裝。玻璃瓶的強化-表面涂層強化卷材下料→沖壓預拉伸成坯→多次拉伸變薄→沖底成型→修邊→清洗潤滑油→烘干→涂白色琺瑯質→表面印刷→涂內壁→烘干→縮頸翻邊→檢漏深沖罐(DRD罐)深沖罐是將板材經連續(xù)多次變徑沖模而成的二片罐。制罐時，幾次連續(xù)沖杯便罐身內徑越來越小，而罐壁和罐底保持原板厚，且整體罐表面積與原