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钢罐和锡罐标准尺寸材料的优点锡罐设计制造

郑华国 https://yyk.39.net/doctor/306475.html

钢罐、锡罐、锡、钢包装或罐头是用于分配或储存货物的容器,由薄金属制成。许多罐头需要通过切开“端”来打开;其他的有可拆卸的盖子。它们可以存放各种各样的内容:食品、饮料、油、化学品等。钢罐由马口铁(镀锡钢)或无锡钢制成。在一些方言中,连铝罐都被称为“锡罐”。与塑料等材料不同,钢罐具有高度可回收性,大约65%的钢罐被回收利用。

锡罐的历史

罐头罐头工艺由法国人菲利普·德·吉拉德(PhilippedeGirard)构思,他在年让英国商人彼得·杜兰德(PeterDurand)为这一想法申请了专利。罐头概念是基于前一年在玻璃容器中进行的实验性食品保存工作法国发明家尼古拉斯·阿佩尔。杜兰德并没有追求食品罐头,而是在年将他的专利卖给了两个英国人布莱恩·唐金和约翰·霍尔,他们改进了工艺和产品,并在伦敦南华克公园路建立了世界上第一家商业罐头厂。到年,他们为皇家海军生产了第一批锡罐头产品.到年,锡罐或罐头被用于装火药、种子和松节油。

早期的锡罐是用锡铅合金焊接密封的,这可能导致铅中毒。年在美国成立美国罐头公司,当时生产美国90%的锡罐。

锡罐的描述

大多数罐头是直圆柱体,具有相同且平行的圆形顶部和具有垂直侧面的底部。然而,用于小容量或特殊形状内容物的罐,顶部和底部可以是圆角矩形或椭圆形。其他内容物可能适合形状有点锥形的罐头。

大多数罐头的制造都会产生至少一个边缘——一个比罐头其余部分的外径略大的窄环。有边的罐头的平面从任何边沿的边缘(朝向罐头的中间)凹进大约边沿的宽度;与该凹面相邻的边缘的内径略小于罐的其余部分的内径。

三件式罐头结构产生顶部和底部轮辋。在两件式结构中,一件是平顶,另一件是深拉杯形件,它结合了(至少大致)圆柱形壁和圆形底座。墙壁和底座之间的过渡通常是渐进的。这种罐子的顶部有一个单一的边缘。有些罐子有一个单独的盖子,可以滑到顶部或铰接。

两片钢罐可以通过“拉制”形成底部和侧面并在顶部添加“末端”:这些没有侧缝。罐头可以用单独的滑套或摩擦配合盖以及通过铰链连接的盖来制造。有多种简单的打开方法可供选择。

20世纪中叶,一些奶制品被包装在几乎无边的罐头中,反映了不同的结构;在这种情况下,一个平面有一个孔(用于填充几乎完整的罐子),在填充快速凝固的熔融焊料后将其密封。有人担心牛奶中含有从这个焊塞中浸出的不安全水平的铅。

钢罐的优点

许多因素使钢罐成为饮料的理想容器。钢罐比纸箱或塑料更坚固,比玻璃更不易碎,在运输过程中保护产品并防止泄漏或溢出,同时还减少了二次包装的需要。

钢和铝包装对光线、水和空气提供%的阻隔保护,而没有可重新密封封口的金属罐是所有包装材料中最防篡改的材料之一。钢罐保护和保护产品免受光、氧化、极端温度和污染的损害,保护从工厂到最终消费者的风味、外观和质量。钢罐包装的食品和饮料的维生素含量与新鲜烹制的相同,无需防腐剂。钢罐还能延长产品的保质期,延长保质期和保质期,减少浪费。

作为常温包装介质,钢罐在供应链中不需要冷却,简化了物流和存储,节约了能源和成本。同时,钢相对较高的导热性意味着罐装饮料比玻璃或塑料瓶装的饮料更容易冷却。

世界钢铁协会的一项倡议“选择钢铁”正在鼓励将钢铁用于饮料罐。

(一罐法国亚麻籽油、带分配阀的压缩气体、带铰链盖的翻盖罐、一罐打火机液体、配油专用罐、“F型”罐头中的营炉燃料、带双摩擦盖的油漆罐(塞)、带盖滑盖的罐头、一罐鞋油、茶叶罐)

钢罐和锡罐的材料

目前广泛使用的罐头没有主要或全部由锡组成;反映了在罐头中几乎排他性使用,直到20世纪下半叶,马口铁钢结合了钢的物理强度和相对较低的价格以及锡的耐腐蚀性。根据含量和可用涂层的不同,一些罐头厂仍然使用无锡钢。

在一些地方方言中,任何金属罐,甚至是铝罐,都可能被称为“锡罐”。铝在罐头中的使用始于年。铝比镀锡钢成本低,但除了具有更大的延展性外,还具有相同的耐腐蚀性,因此易于制造;这就产生了两件式罐头,除了罐头之外,所有的罐头都是简单地用单块铝冲压而成,而不是用三块钢费力地建造。

传统上,罐头的曲面外侧粘有印刷纸或塑料标签,标明其内容物。一些标签的背面包含其他信息,例如食谱。最近,标签更经常在金属片形成单个罐之前或之后直接印刷到金属上。

年11月,美国罐头制造商自愿取消了食品罐中的铅接缝。然而,进口食品罐头仍然包括铅焊缝。年,美国FDA颁布了禁止铅焊食品罐的规定,包括国产和进口食品罐。

在现代英国的大多数食品罐都衬有含有双酚A(BPA)的塑料涂层。该涂层可防止酸和其他物质腐蚀罐头的锡或铝,但BPA渗入罐头内容物被调查为潜在的健康危害。

锡罐的标准尺寸

罐头有多种形状:两种常见的是“汤罐”和“金枪鱼罐”。墙壁通常用肋状凸起来加固,特别是在较大的罐子上,以帮助罐子抵抗可能导致接缝裂开的凹痕。

美国的罐头尺寸有各种各样的名称和尺寸。例如,尺寸7/8包含一份半杯,估计重量为4盎司;1号“野餐”有两到三份,总计一个又四分之一杯,估计重量为盎司;号有四份,共2杯,重盎司;10号罐头,最广泛用于向自助餐厅和餐馆出售的食品服务,有25份,总计13杯,估计重量为盎司(大约3磅咖啡的大小能够)。这些是美国习惯的杯子(不是英国帝国标准)。

在美国,烹饪书籍有时会按大小引用罐头。罐头制造商协会定义了这些尺寸,用三位数字表示,以整和十六分之一英寸为单位测量容器的标称外部尺寸:×的尺寸因此将测量为3和7/16"的直径乘以5和高3/4英寸(12/16英寸)。较旧的罐头编号通常表示为个位数,它们的含量对于室温水计算为大约11盎司(#1“野餐”罐头)、20盎司(#2)、三十二盎司(#3)五十八盎司(#5)和一百十盎司(#10“咖啡”罐头)。

在世界上使用公制系统的部分地区,罐头有、、毫升(毫升)和1升(升)尺寸(毫升约为1杯或8盎司)。从美国进口的罐头通常有奇怪的尺寸,例如3.8升(1美制加仑)、1.9升(1/2美制加仑)和毫升(2美制品脱/1夸脱)。

在英国和澳大利亚,罐头通常以净重来衡量。一个标准尺寸的锡罐可容纳大约克;虽然重量可以在克和克之间变化,具体取决于内容物的密度。较小的半尺寸可以容纳大约克,通常在克和克之间变化。

罐头的制作

三片罐的制作涉及几个阶段;

形成管子并焊接或焊接侧面的接缝

将底端连接到管子上

在罐头上打印或粘贴标签

用内容填充罐子;许多食品需要灭菌或蒸煮

加入墙壁和顶部“末端”。

双接缝边缘对于将墙壁连接到顶部或底部表面至关重要。必须在零件之间实现非常紧密的配合以防止泄漏;完成此过程的过程会从根本上使零件的边缘变形。形成壁的管子的一部分几乎在其末端弯曲,向外旋转90度,然后进一步向管子中间弯曲,直到它与管子的其余部分平行,总共弯曲度。

扁平件的外边缘向管壁的中间弯曲,直到与壁平行,向内旋转90度。弯曲部分的边缘再弯曲90度,现在向内朝向管的轴线并平行于扁平件的主要部分,总共弯曲度。它向内弯曲得足够远,以至于它的圆形边缘现在的直径比管子的边缘略小。进一步弯曲它,直到它与管子的轴线平行,它的总弯曲度为度。它现在包围了管子的外缘。

从管的轴线向外看,第一表面是管的未弯曲部分。稍远一点的是顶部的狭窄部分,包括它的边缘。管子的向外弯曲部分,包括它的边缘,仍然稍微向外弯曲。最远的是平面的90度弯曲部分。

组合的相互作用力,当平面的靠近管子内部的部分向管子的中部缩进,然后沿着管子的轴线向外向前,而扁平件和管子的其他弯曲部分是所有这些都被推向管子的轴线,从里到外驱动这五种金属厚度的金属相互抵靠,形成一个“干”接头,如此紧密,不需要焊接或焊料来加强或密封它。(图片:锡罐的内壁)

设计制造

制罐用钢

包装中使用的大部分钢材是马口铁,这是一种涂有一层薄薄锡的钢材,其功能是生产过程所必需的。锡层通常通过电镀施加。

两片式钢罐设计

大多数钢制饮料罐是两件式设计,由1)一个圆盘重新成型为带有一体端的圆柱体,填充后双缝和2)一个松散的端部以关闭它。钢罐有许多不同的直径和体积,其开口机制从拉环和标签开启器到大开口不同。

现代制罐生产线每分钟可生产多达0个罐头。

拉拔和熨烫(DWI)钢罐

在不改变其厚度的情况下重新成型金属板的过程称为“拉深”。通过圆形模具将两片罐的壁变薄称为“熨烫”。因此,钢制饮料罐通常被称为拉制和熨烫罐或DWI罐(有时称为DI)。DWI工艺用于制作高度大于直径的罐头,特别适用于制作大体积相同基本规格的罐头。与30年前相比,钢罐壁厚现在薄了30%,重量减轻了40%,从而减少了制造它们所需的原材料和能源。它们也比铝薄40%。

钢罐的磁性

钢是一种黑色金属,因此具有磁性。对于饮料包装来说,这是独一无二的。这允许使用磁性输送系统通过灌装和包装过程传输空罐,提高准确性并减少潜在的溢出和浪费。在回收设施中,钢罐可以很容易地与其他废物使用磁性设备分离,包括交叉带分离器,也称为超带磁铁和鼓形磁铁。

开罐头

第一个罐头是重型容器,需要聪明才智才能打开,带有刀具等工具。直到几年后,在罐头制造商开始使用更薄的金属片之后,才开发出任何专用的开罐器。

虽然饮料罐或液体罐(如肉汤)只能被刺破以去除产品,但固体或半固体内容物需要去除罐的一端。这可以用一把重刀或其他锋利的工具来完成——但开罐器要方便得多。

一些罐头,例如用于沙丁鱼的罐头,有一个特别刻痕的盖子,这样用户就可以通过将其缠绕在带槽的教堂钥匙上的杠杆作用来打破金属。直到20世纪中叶,一些沙丁鱼罐头的盖子上都装有焊料,而上弦键的工作原理是迫使焊点分开。

饮料罐中拉环的出现扩展到各种食品的罐头,例如宠物食品或坚果(以及非食品,例如机油和网球)。末端被称为易开盖,因为它们无需任何工具或工具即可打开。专门为食品罐开发的另一项创新是使用略微向上弯曲的标签,从而形成更大的表面积,以便于手指接触。

罐头可以制成易于打开的功能。一些罐子有用于倾倒液体和重新密封的螺帽。有些有铰链盖或滑盖,方便取用。油漆罐顶部通常有一个可拆卸的塞子,用于访问和重新关闭。

钢罐回收再利用

来自罐头和其他来源的钢材是回收率最高的包装材料。大约65%的钢罐被回收利用。在美国,63%的钢罐被回收,而铝罐的回收率为52%。在欧洲,年的回收率为79.5%。大多数罐头回收发生在冶炼厂,但个人消费者也以各种方式直接重复使用罐头。例如,有些人用两个锡罐组成一个营地或生存炉来做饭。

钢制饮料罐的可持续性和回收利用:

钢铁回收

从生态学的角度来看,钢铁可以被视为一种闭环材料:消费后的废物可以被收集、回收并用于制造新的罐头或其他产品。每回收一吨废钢,可节省1.5吨CO2、1.4吨铁矿石和公斤煤炭。钢铁是世界上回收率最高的材料,世界上超过85%的钢铁产品在其使用寿命结束时被回收:估计年回收了6.3亿吨废钢,减少了9.45亿吨CO2。

钢罐回收

钢是一种永久性材料(钢可以一次又一次地回收而不损失质量)。回收一个罐头可以节省相当于一个洗衣负荷、1小时电视或24小时照明(10WLED灯泡)的电量。

通过在电弧炉或碱性氧气炉中熔化来回收钢制饮料罐。

大多数钢罐还带有某种形式的回收标识,例如MetalRecyclesForeverMark、RecyclableSteel和ChooseSteel运动标志。欧洲还有一项名为“每个罐头都算数”的运动,鼓励在工作场所回收罐头

更小的碳足迹

所有饮料包装在生产过程的每个阶段都会产生CO2排放,从原材料提取、加工和制造到回收。然而,钢罐是生态上的佼佼者,因为罐头总是可以回收利用的。钢铁工业需要用过的罐子,并将它们用于生产新的钢铁产品。通过回收罐和关闭循环,CO2排放量显着减少。随着消费者越来越意识到这些好处,全球钢铁回收率也有可能提高。

钢罐和锡罐的健康问题

锡溶解到食物中

锡是耐腐蚀的,但水果和蔬菜等酸性食物会腐蚀锡层。据报道,摄入含mg/kg锡的罐头食品后出现恶心、呕吐和腹泻。2年的一项研究表明,在1个测试罐中,有99.5%的锡含量低于英国规定的毫克/千克的锡含量,这比以前的大多数研究有所改进,这主要归因于酸性食品使用全漆罐的增加,并得出结论结果不会对消费者产生任何长期的食品安全问题。两种不合规产品被主动召回。

锡杂质的迹象可以通过颜色来表示,例如梨,但没有颜色变化并不能保证食物没有被锡污染。

双酚A

双酚A(BPA)是一种有争议的化合物,存在于市售的锡罐塑料衬里中,并转移到罐头食品中。罐子的内部涂有环氧树脂涂层,以防止食物或饮料与金属接触。罐头里的食物越久,温度越高,酸性越强,BPA就会越多地渗入其中。年9月,加拿大成为第一个宣布BPA为有毒物质的国家。在欧盟和加拿大,禁止在婴儿奶瓶中使用BPA。FDA不对BPA进行监管。多家公司,如CampbellsSoup宣布计划从他们的罐头内衬中去除BPA,但没有说明他们计划用哪种化学物质代替它。




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