Элементы банки. Цилиндрическая жестяная банка состоит из трех частей: донышко и крышка банки присоединяются к отбортованному корпусу при помощи закаточного шва.
Корпус банки образуется после свёртывания в цилиндр прямоугольной заготовки (бланка), на которой предварительно загнуты края, последующего склепывания их «в замок» и пропайки продольного шва припоем. Такой шов (рис. 8) состоит из плотно прилегающих четырёх слоёв жести и только на концах корпуса он сделан внахлестку. Последнее позволяет в углош-ве (месте пересечения продольного шва с поперечным) иметь только семь слоёв жести, что облегчает отбортовку корпуса и последующую его закатку, а также создаёт условия для получения герметичного углошва.
На существующих автоматах банки из белой жести изготовляют преимущественно с продольным швом «в замок». Возможен также продольный шов внахлестку. Однако оголенные кромки корпуса, расположенные внутри банки и находящиеся в контакте с продуктом, быстро окисляются и корродируют. Кроме того, при пайке корпусов внахлёстку трудно избежать попадания припоя внутрь банки, а, следовательно, возможного перехода в продукт свинца, содержащегося в припое.
Для получения продольного шва «в замок» в заготовке-бланке с одной стороны (правой) обрубают уголки, а с другой - заготовку просекают в двух местах (рис. 9). Затем образующиеся поля между просечными и обрубленными уголками загибают в противоположные стороны под углом около 145 градусов. При свёртывании бланка в цилиндр край поля служит упорной базой. Для создания постоянства этого упора целесообразно левое поле делать примерно на 0,5 мм шире правого. При этом внутри шва образуется продольный канал, по которому отводятся газы из шва при пайке. Канал заканчивается у границы нахлёстки внутри корпуса, что предотвращает появление свищей и выдувания припоя в этом месте. Длина загнутых полей определяется конструкцией шва: размеры полей могут быть слева и справа одинаковы; одно из них может быть длиннее другого.
Наиболее целесообразным является шов, в котором перегибы выполнены пологими. Верхнее поле нахлёстки в нём получается жёстким, что улучшает прилегание слоёв жести, обеспечивает хорошую пропайку и исключает образование свищей. Контур обрубленных концов правой стороны заготовки может иметь различные формы и размеры. Опыт показывает, что наибольшая прочность и герметичность продольного шва достигается при применении коротко обрубленных уголков (укороченный углошов).
Наименьшая длина вырубки уголка определяется размерами закаточного шва и зависит от ширины поля фланца корпуса и глубины вытяжки крышки.
При изготовлении корпуса и его закатке нахлёстка продольного шва подвергается значительным деформациям. Так, во время перегиба фланца корпуса при образовании закаточного шва взаимное расположение слоёв нахлестки может изменяться. Верхний слой отстает от нижнего и скользит по границе припоя, в результате чего образуется выступ, значительно затрудняющий герметизацию шва. Поэтому контур обрубленного уголка подбирают так, чтобы место возможного образования выступа было предварительно срезано; необрезанной остается небольшая часть уголка шириной примерно 1,0.1,5 мм.
При применении тонкой жести (0,18.0,22 мм) с увеличением высоты корпуса сопротивление продольного шва разрыву уменьшается; кроме того, затрудняется удаление газов из шва при пайке. Для устранения непропайки и повышения прочности продольного шва на расстоянии 15.35 мм на корпус наносят поперечные углубления до 1 мм (шириной 2.3 мм).
Кроме того, при изготовлении высоких корпусов для улучшения пайки и повышения прочности шва на бланке поле загиба со стороны удалённых уголков прорубается в нескольких местах. В результате в продольном шве образуются каналы, примыкающие к внутреннему продольному шву, и удаление газов при пайке облегчается.
При изготовлении банок, предназначенных для расфасовки консервов с высоким содержанием органических кислот (особенно при применении жести электролитического лужения), необходимо лакировать листовую жесть для корпусов с оставлением незалакированных просветов (показаны на рис. 12 штриховкой), обеспечивающих нормальную пропайку продольного шва корпуса. Шов получается с внутренней стороны бланка полностью залакированным.
Поперечный (закаточный) шов образуется путём двойного загиба поля донышка (крышки) вокруг фланцев корпуса. Герметичность закаточного шва достигается с помощью эластичной уплотнительной прокладки (тонкий слой высушенной пленки синтетической пасты), располагаемой на фланце крышки (в основном в завитке) и плотно заполняющей зазоры между сжатыми слоями жести. Такое расположение пленки пасты и соответствующее её количество, а также определённые физико-химические свойства пасты должны исключить возможность выдавливания плёнки при закатывании банки.
Жестяная консервная банка должна быть не только герметичной, но и достаточно прочной. Внутреннее избыточное давление в банке при стерилизации консервов составляет 0,2.0,4 МПа. При этом перепад давлений (между внутренним давлением в банке и давлением в автоклаве) может вызвать усилия, действующие на площадь крышки (донышка) и корпуса банки, которые при недостаточной прочности банки приводят к остаточным деформациям («птички», вмятины и др.), а также к нарушению герметичности швов.
При применении жестяной тары для расфасовки аэрозолей, пива, кваса и различных газированных напитков, избыточное давление газов внутри банки может составить 0,4.1,0 МПа.
Для устранения возможной необратимой деформации под действием перепада давлений (внутреннего или наружного) крышка (донышко) имеет специальную форму, называемую рельефом.
Последний обычно состоит из кольцевого выступа - бомбажного кольца 1 и нескольких кольцевых ступеней 2, способствующих упругой деформации крышки. Форма рельефа бывает различной, в зависимости от перепада давления, который должна выдержать крышка. По окончании стерилизации и охлаждения консервов давление внутри банки падает и крышка под действием упругих сил возвращается в первоначальное состояние. Это предохраняет закаточный шов от перегрузок.
При горячей расфасовке продукта в банки, а также при применении вакуум-закаточных машин внутри банок после остывания содержимого образуется вакуум. Во избежание деформации корпуса для крупной тары рекомендуется применять концы с внешним (обратным) рельефом: под действием атмосферного давления концы втягиваются, перепад давления уменьшается и таким образом предотвращается деформация корпуса банок.
Рельеф крышки служит также для контроля доброкачественности консервов. Вздутая крышка, которая не садится после охлаждения и лёгкого нажатия, свидетельствует об образовании газов внутри банки (бомбажа консервов), что недопустимо.
Конструкция крышки предусматривает подвивку фланца, необходимую для автоматического разделения крышек, стопированных в магазине пастонакладочной машины, и для накладывания уплотнительной пасты в завитке фланца. Подвивка фланца крышки облегчает также последующее закатывание её с корпусом и позволяет механизировать подачу крышек к закаточной машине.
Существует несколько способов изготовления металлических банок. Рассмотрим технологию производства сборных и цельноштампованных банок более подробно.
Сборные банки. Примерно до 1970 г. банка, спаянная из трёх фрагментов, была более или менее стандартной. С тех пор было сделано множество усовершенствований. Конструкция трёхчастной банки, однако, в основном не изменилась за 150 лет её использования: плоский прямоугольный кусок жести формуется в цилиндр и спаивается, образуя боковой шов. Круглые жестяные части крышки механически закрепляются на фланцах цилиндра, предварительно отбортованных. Один из этих торцов закатывается изготовителем банки, а другой - упаковщиком после её заполнения.
Цельноштампованные банки изготовляются путём вытяжки тонкого металла с применением специального инструмента.
Штампованная банка отличается от сборной отсутствием продольного и нижнего закаточного швов, что делает её более герметичной. Такие банки применяются в тех случаях, когда требуется тара различной формы (прямоугольная, овальная) и в количестве, обеспечивающем потребность небольших предприятий.
В отличие от сборных банок штампованные, изготовляемые из белой хромированной жести или алюминия методом холодной штамповки выпускаются преимущественно небольшой высоты. Опыт показывает, что при вытяжке белой жести отношение высоты к диаметру банки (за одну операцию штамповки) не превышает 0,5. Рекомендуется применять холоднокатаную жесть, которая имеет необходимые механические свойства для глубокой вытяжки. При вытяжке алюминиевой полосы можно получить более высокие банки, особенно при штамповке в две-три операции.
Цельноштампованные консервные банки нашли применение преимущественно для расфасовки в них рыбных и мясных консервов. При этом стоимость тары относительно мала по отношению к стоимости расфасованного в ней продукта и составляет 5.. .10 %.
Цельноштампованные банки могут быть получены также холодным выдавливанием (экстрюдингом). При таком способе изготовления высота банки может превышать её диаметр в несколько раз. Исходным материалом является алюминиевая полоса (лист) толщиной 4-5 мм, из которой предварительно отштамповывается круглая или восьмигранная заготовка.
Технологический процесс получения таких банок, применяемый преимущественно при производстве алюминиевой тары (банок, туб), основан на текучести материала.
Для экономии площади при складировании и отгрузке пустых штампованных банок в зарубежной практике применяют банки конической формы. Так как наполненные банки должны быть плотно уложены, чтобы избежать деформации, верхнюю часть банок (на 20.30 мм) делают цилиндрической, а остальную часть конической, снабдив место перехода кольцевым выступом для упора.
В процессе вытяжки банок происходит пластическая деформация жести, сопровождающаяся смещением оловянного и лакового покрытия. Увеличение радиусов закруглений облегчает вытяжку и снижает нарушение покрытия жести. Для консервных банок, выпускаемых по ГОСТ 5981, радиус сопряжения дна со стенкой корпуса принимают равным 2,5.3,0 мм.
В процессе вытяжки прочность банок увеличивается. Это позволяет применять для штампованных банок более тонкую жесть, чем для сборных. Так, например, для штампованных банок № 3 можно применять жесть толщиной 0,18.0,20 мм.
Для облегчения вскрытия штампованных банок из белой жести на крышке делают надрезы. Затем, пользуясь специальным ключом, можно легко открыть банку по местам предварительного надреза.
Опыт применения такой конструкции банки показал, что для нормального вскрытия необходимо, чтобы жесть обладала вполне определёнными механическими свойствами - твёрдостью, эластичностью, а надрезы были определённой глубины (примерно равными половине толщины жести). Однако и при этих условиях не всегда происходит нормальное вскрытие банок и, как показывает практика, такая конструкция является ненадёжной.
За последние годы в консервной и в других отраслях пищевой промышленности увеличивается применение штампованных низких алюминиевых банок. Они изготовляются при небольшой высоте по отношению к диаметру, а также при высоте, равной диаметру банки, холодной штамповкой, а при большей высоте банок - методом холодного выдавливания на специальных прессах.
Для алюминиевых банок разработаны специальные надрезы на крышке; ключик в виде кольца, закреплённый на крышке, позволяет легко вскрыть банку. В последнее время применяются алюминиевые банки с кольцевым надрезом по поверхности крышки.
Алюминиевые банки с легковскрывающимися крышками изготавливаются на специальных автоматических линиях.
Овальные банки из тонкого проката алюминия (0,25.0,35 мм) имеют обычно недостаточную жёсткость и легко деформируются.
В некоторых странах для устранения этого применяют банки с зигами, образованными на боковой поверхности корпуса, с помощью стальных шариков, вмонтированных в вытяжной штамп.
Способ производства банок, применяемое оборудование и расход материалов определяют себестоимость тары. Основным элементом себестоимости тары является стоимость жести. Поэтому преимуществом изготовления сборных банок является:
а) меньший расход жести для большинства размеров банок, хотя увеличивается потребность в уплотнительной пасте, требуется припой для пайки продольного шва, дополнительное оборудование;
б) более производительное оборудование, что позволяет увеличить выпуск банок на автоматической линии в 2-3 раза и снижает затраты труда; кроме того, сборные банки характеризуются лучшей коррозионной стойкостью, так как при изготовлении таких банок не требуется глубокая вытяжка и, следовательно, покрытие нарушается в меньшей степени.
Однако, несмотря на то, что себестоимость сборных банок, как правило, меньше, чем штампованных, последние для своего производства требуют меньших капиталовложений на оборудование и меньшей площади для его установки, значительно проще технология их производства (особенно фигурных банок).
- Войдите на сайт для отправки комментариев