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第四章金属包装材料容器及包装工艺金属包装材料及特性食品用金属罐及包装工艺金属罐的内涂料一、金属包装材料及特性1、铁：镀锡薄钢板（马口铁）：是一种双面镀有纯锡的低碳薄钢板，是传统的制罐材料，大量用于制造食品、饮料罐及糖果、饼干盒等。镀铬薄钢板（无锡钢板,TFS）镀锌薄钢板（1）镀锡薄钢板（马口铁）结构：钢基板锡铁合金层锡层氧化膜油膜各层的作用：钢基板主要是使罐具有一定的强度；锡铁合金层、锡层、氧化膜及油膜主要是防锈蚀，另外锡层还使镀锡薄钢板容易焊接，油膜提供润滑作用，防止加工、运输过程中锡层的擦伤。（2）镀铬薄钢板（TFS）：是双面镀有铬和铬系氧化物的低碳薄钢板，是镀锡板的代用材料，成本较低，但耐腐蚀性能不如镀锡板。2、铝：铝合金板：由于纯铝强度低且昂贵，一般包装用铝材大多采用合金形式。其中所含的合金元素主要有Mn、Mg、Cu、Zn、Cr等。铝合金板大量用于制造各种饮料罐、盖、软管等。（1）铝箔铝箔是由铝薄板经多次冷扎、退火加工而成的可挠性金属薄片。用于食品包装最重要的三种特性为阻湿、阻气、阻光。大量用于食品裹包、盖材、食品蒸煮袋等。铝箔的阻隔性能主要取决于其厚度。厚度越小产生针孔的可能性越大，阻隔性越差；反之，阻隔性好，但浪费材料。一般9~12μm厚最实用。由于铝箔的耐折性差，耐破度较低，耐腐蚀性较差，无热封性。因此常经过复合等二次加工后再使用。（2）真空镀铝薄膜由于加工铝箔价格高，且一般还需二次加工。包装上常采用真空镀铝膜部分代替铝塑复合薄膜。镀铝膜的阻隔性不如铝箔，但耐折性较铝箔好（但不耐蒸煮），还具备热封性能，成本低，大量用于食品及医药包装领域。二、食品用金属罐及包装工艺1金属罐的分类及罐形按照材料分为：包括马口铁罐、TFS罐、铝罐等。按照结构分为：三片罐和两片罐。（1）三片罐结构整个罐由罐身、罐底、罐盖三部分组成，罐身有接缝，罐身与罐盖、底卷封。大型罐的罐身有凹凸加强压圈（加强筋），起加强罐身强度的作用。罐盖的盖钩用于与罐身翻钩卷合；盖钩内注密封胶，利于密封；盖上的膨胀圈，可增强罐盖强度，适应加工时的热膨胀和冷收缩恢复正常形状的需求，并可显示罐内食品是否败坏。三片罐形状多样，按照罐的横截面分为圆形罐和异型罐两大类。（2）二片罐二片罐的罐身和罐底为一体，没有罐身纵缝和罐底卷边。二片罐生产工艺简单，速度快，密封性好，广泛应用于啤酒及含气饮料的包装。但生产二片罐的设备一次性投资大。由于罐身成型工艺不同，二片罐分为变薄拉伸罐（冲拔罐，DWI罐）、深冲罐（拉伸罐，DRD罐）、浅冲罐。①变薄拉伸罐（冲拔罐，DWI，drawnandwallironedcan）特点：罐壁经多次拉伸后变薄，省料，重量轻；长径比很大（2：1~5：1）。这种罐身结构很适合啤酒、含气饮料的包装，由于内压的存在而支撑罐壁。该工艺只能成型圆型罐，不适合异型罐。主要的材料是铝合金板材。制作主要经过两个重要过程，预冲压和多次变薄。卷材下料→冲压预拉伸成坯→多次拉伸变薄→冲底成型→修边→清洗→烘干→表面印刷→涂内壁→烘干→缩颈翻边②深冲罐（DRD罐，drawnandredrawncan）将板材经过连续多次变径冲模而成的二片罐。制罐时，几次连续冲杯使罐身内径越来越小，而罐壁和罐底的厚度保持原板厚，整体罐体表面积等于原坯料的面积。特点：罐壁与罐底等厚，强度刚性好；长径比一般为1.5：1或以下，形状多样，可圆型或异型；主要用于热加工食品的包装。制造用材主要是TFS和马口铁板材。2金属罐包装工艺(1)空罐。根据不同产品特点可采用抗硫涂料罐、抗酸涂料罐、防黏涂料罐或钝化处理素铁罐。空罐搬运时应避免罐边摩擦和碰撞，并注意搬运过程中的卫生。装罐前要进行洗涤和消毒，通常采用沸水或热蒸汽喷冲，然后倒罐沥水或烘干。(2)装罐。可采用生装或熟装。一般罐内应有6~9mm剩余空间（顶隙）。顶隙过小，杀菌时食品受热膨胀，罐内压力增加，会影响罐的密封；顶隙过大，罐内残留空气多，会促进罐的腐蚀。装罐时还要求保持罐口清洁，以免影响罐体卷边的密封性。（3）排气。封罐前要排除罐内空气，以减少空气对食品品质的影响和减少对罐壁的腐蚀，防止加热杀菌时胀罐。排气方法有：①热力排气法。采用热罐装法或加热排汽法：热罐装法将食品预先加热到一定程度，立即趁热装罐并密封的方法。加热排汽法，将食品装罐后，在预定的排汽温度下，经过一定时间的加热，使罐头中心温度达到70~90℃。一般肉类罐头采用高温（80~90℃）短时间排气工艺，而果蔬罐头含空气量多，宜采用低温（60~75℃）长时间排气工艺，以保证密封罐头有合适的真空度。②真空封罐排气法。将食品装罐预封后，用真空封罐机在真空密封室内排气密封，真空度一般可达33~40kPa。③蒸气喷射排气法。向罐头顶隙内喷射蒸气以驱走空气，并迅速密封。冷却后，顶隙内蒸气冷凝，形成部分真空。（4）封罐采用二重卷边法三片罐（或二片罐）的封口工艺是靠二重卷边法完成的。二重卷边法指两个具有不同沟槽形状的卷封辊轮，通过先后顺序的两次进给运动，在罐身与罐盖结合处，使罐盖钩边与罐身翻边相钩合、压紧，从而达到密封目的的方法。简单地说，即头道卷边钩合，二道卷边压紧成型。二重卷边的技术要求及质量指标合格的二重卷边应达到要求的卷边外部结构尺寸和外观形状，同时应严格达到内部结构及密封性技术指标要求。（5）杀菌及冷却。密封罐头加热的目的，是破坏食品中的酶，杀死食品中所污染的致病菌、产毒菌和腐败菌，达到商业无菌的状态，达到长时间保质的目的。根据食品的性质，可用蒸气高温杀菌（高于100℃），或“巴氏杀菌”法，杀菌后应迅速进行冷却。一般用喷水或浸水冷却。罐头冷却终止温度一般在38℃左右，可利用余热将外壁残留的水分蒸发，避免生锈。（6）贴标及装箱。将已冷却、干燥和检验后的罐头进行贴标与装箱，一般用瓦楞纸箱包装。三、金属罐的内涂料金属罐最大的缺点即为易受腐蚀，绝大多数罐头用罐均需在罐内壁喷涂料（涂料罐）。主要作用：1）抗硫。肉类罐头杀菌时，蛋白质受热分解释放硫，导致金属罐内壁产生黑色硫化斑；2）抗酸。pH值较低的食品会腐蚀罐壁；3）防止花青素腐蚀罐壁。同时防止水果色素褪色；4）防粘。防止鱼、午餐肉等粘附在罐壁，使其容易倒出而具有完整的形态。国内外目前广泛使用的为环氧酚醛树脂涂料。它耐化学腐蚀性好，对金属表面的附着能力强。既可作为一般的抗硫涂料，又可作为一般的抗酸涂料。214#环氧酚醛树脂涂料是由609环氧树脂和703酚醛树脂以7：3混合而成，颜色为金黄色。本章重点镀锡薄钢板（马口铁）的结构及各层的作用三片罐的结构特点变薄拉伸罐的特点及适用范围金属罐包装工艺金属内涂料的作用