กระป๋องอาหารทำมาจากอะไร?

โครงสร้างสามชั้นของ Can Body Steel

เข้าใจว่าทำไม ตัวถังเป็นเหล็กได้ ทำงานได้ดีสำหรับบรรจุภัณฑ์อาหารโดยมองว่าเป็นระบบแบบหลายชั้นแทนที่จะเป็นวัสดุเดี่ยว แต่ละชั้นมีหน้าที่ทางวิศวกรรมเฉพาะ:

ชั้นที่ 1 — ฐานเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ

พื้นฐานของอาหารทุกชนิดที่ร่างกายสามารถเป็นได้คือ เหล็กแผ่นคาร์บอนต่ำรีดเย็น . เหล็กนี้ถูกแปรรูปเป็นขดลวดที่บางมากและสม่ำเสมอผ่านการรีดร้อนตามด้วยการรีดเย็น ซึ่งจัดแนวโครงสร้างของเกรนเพื่อให้มีความแข็งแรงและความเหนียวที่จำเป็นสำหรับการผลิตกระป๋อง จะต้องแข็งแรงพอที่จะทนต่อแรงกดดันในการฆ่าเชื้อแบบรีทอร์ตและน้ำหนักที่สามารถวางซ้อนกันได้ในระหว่างการขนส่ง แต่มีความเหนียวเพียงพอที่จะประทับ ดึง และขึ้นรูปโดยไม่แตกร้าว

ชั้นที่ 2 — เคลือบดีบุกหรือโครเมียม

ฐานเหล็กชุบด้วยไฟฟ้าพร้อมชั้นโลหะป้องกัน ในแผ่นเหล็กวิลาด นี่คือดีบุกบริสุทธิ์เชิงพาณิชย์ที่ใช้ที่ความหนา โดยทั่วไปแล้ว 0.4–1.5 μm . ชั้นดีบุกป้องกันไม่ให้เหล็กสึกกร่อนเมื่อสัมผัสกับอาหาร ทำหน้าที่เป็นสารหล่อลื่นในระหว่างกระบวนการวาด และช่วยให้สามารถเชื่อมด้วยความต้านทานไฟฟ้าเพื่อสร้างตะเข็บด้านข้างของกระป๋องสามชิ้น ในเหล็กไร้ดีบุก (TFS) ชั้นโครเมียมและโครเมียมออกไซด์จะเข้ามาแทนที่ดีบุก ซึ่งบางกว่าและมีต้นทุนต่ำกว่า แต่ไม่สามารถเชื่อมด้วยวิธีมาตรฐานได้ ดังนั้นจึงมักใช้สำหรับปลายกระป๋องและฝาปิดมากกว่าตัวถัง

ชั้นที่ 3 — การเคลือบโพลีเมอร์ภายใน

การเคลือบออร์แกนิกเกรดอาหาร ซึ่งโดยทั่วไปคืออีพอกซีเรซิน โพลีเอสเตอร์เรซิน หรือแล็กเกอร์ที่ทำจากอะคริลิก ถูกนำไปใช้กับพื้นผิวภายในเพื่อสร้างสิ่งกีดขวางเฉื่อยระหว่างโลหะและอาหาร การเคลือบนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับผลิตภัณฑ์ที่เป็นกรด (มะเขือเทศ น้ำส้ม น้ำส้มสายชู) และผักที่มีกำมะถันสูง (หน่อไม้ฝรั่ง กระเทียม หัวหอม) ซึ่งการสัมผัสโลหะกับอาหารโดยตรงจะทำให้เกิดการเปลี่ยนสี เสียรสชาติ หรือกัดกร่อนเร็วขึ้น วัสดุเคลือบทั้งหมดจะต้องผ่านการประเมินความปลอดภัยในการสัมผัสกับอาหารภายใต้กฎระเบียบที่บังคับใช้

กระป๋องอาหารแบบสามชิ้นกับสองชิ้น: ตัวถังเหล็กจะใช้แตกต่างกันได้อย่างไร

โครงสร้างของกระป๋องอาหาร ไม่ว่าจะเป็นแบบสามชิ้นหรือสองชิ้น ก็เป็นตัวกำหนดวิธีการอย่างแน่นอน ตัวถังเป็นเหล็กได้ ได้รับการประมวลผลและคุณสมบัติของวัสดุที่สำคัญที่สุด

กระป๋องอาหารสามชิ้น

รูปแบบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการแปรรูปอาหารทั่วโลก กระป๋องประกอบด้วยตัวทรงกระบอก (สร้างจากแผ่นเหล็กวิลาดแบนและเชื่อมที่ตะเข็บด้านข้าง) พร้อมด้วยปลายอีกสองชิ้นที่แยกกันเย็บติด รูปแบบนี้นำเสนอ ความยืดหยุ่นสูงสุดในด้านความสูง เส้นผ่านศูนย์กลาง และปริมาตร ทำให้เหมาะสมกับผลิตภัณฑ์อาหารที่หลากหลายที่สุด ตะเข็บด้านข้างเกิดขึ้นจากการเชื่อมด้วยความต้านทานไฟฟ้า ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้แผ่นเหล็กเคลือบดีบุกซึ่งมีชั้นดีบุกช่วยอำนวยความสะดวกในการเชื่อม จึงเป็นเหล็กตัวกระป๋องที่ต้องการสำหรับการก่อสร้างนี้ ผลิตภัณฑ์ที่บรรจุในกระป๋องเหล็กวิลาดสามชิ้น ได้แก่ ผักกระป๋อง ผลิตภัณฑ์มะเขือเทศ ซอส ถั่ว ปลา เนื้อสัตว์ และน้ำมัน

กระป๋องอาหารสองชิ้น (กระบวนการ DWI)

ในกระบวนการรีดแบบดึงและรีดผนัง (DWI) ตัวกระป๋องและก้นกระป๋องจะถูกสร้างขึ้นจากแผ่นโลหะแบนแผ่นเดียวโดยใช้เครื่องกดคัพปิ้งและชุดแม่พิมพ์แบบวงแหวน ผนังกระป๋องถูกทำให้บางและยาวขึ้นไปพร้อมๆ กัน ทำให้เกิดเป็นตัวถังชิ้นเดียวที่ไร้รอยต่อ ซึ่งจะช่วยขจัดทั้งตะเข็บด้านข้างในแนวตั้งและตะเข็บด้านล่าง ซึ่งเป็นบริเวณที่เสี่ยงต่อการกัดกร่อนมากที่สุด กระบวนการ DWI ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับกระป๋องเครื่องดื่มที่ทำจากอลูมิเนียม และมีการนำไปใช้กับกระป๋องอาหารที่อยู่ในแผ่นเหล็กวิลาดมากขึ้น ซึ่งจำเป็นต้องมีปริมาณการผลิตสูงตามข้อกำหนดเฉพาะเดียว

บทบาทของความหนาของการเคลือบดีบุกต่อประสิทธิภาพของกระป๋องอาหาร

ชั้นดีบุกบนแผ่นเหล็กวิลาดอิเล็กโทรไลต์ไม่ได้ถูกตกแต่ง แต่เป็นส่วนประกอบที่ใช้งานซึ่งมีผลกระทบโดยตรงต่อความปลอดภัยของอาหาร ความสามารถในการแปรรูป และอายุการเก็บรักษา น้ำหนักเคลือบดีบุกระบุเป็นกรัมต่อตารางเมตร (g/m²) และอาจแตกต่างกันระหว่างพื้นผิวด้านในและด้านนอกของแผ่นเดียวกัน — รูปแบบที่เรียกว่า การเคลือบส่วนต่าง .

• ภายใน (เคลือบหนักกว่า): โดยทั่วไปพื้นผิวด้านในจะมีการเคลือบดีบุกที่มีน้ำหนักมากกว่าเพื่อให้การป้องกันการกัดกร่อนต่อผลิตภัณฑ์อาหารได้สูงสุด สำหรับอาหารที่เป็นกรด น้ำหนักการเคลือบที่สูงขึ้นจะยืดอายุการปกป้องของกระป๋อง
• ภายนอก (เคลือบสีอ่อน): พื้นผิวด้านนอกสามารถเคลือบได้บางกว่าเนื่องจากหันหน้าเข้าหาบรรยากาศมากกว่าอาหาร การลดน้ำหนักดีบุกด้านนอกจะช่วยลดต้นทุนวัสดุโดยไม่กระทบต่อความปลอดภัยของอาหาร
• การหล่อลื่นระหว่างการขึ้นรูป: ในระหว่างกระบวนการวาดและรีด ชั้นดีบุกยังทำหน้าที่เป็นสารหล่อลื่นระหว่างเหล็กและแม่พิมพ์ขึ้นรูป ช่วยลดแรงเสียดทานและการสึกหรอของแม่พิมพ์ และปรับปรุงคุณภาพพื้นผิวของตัวถังสำเร็จรูป
• กลไกการป้องกันการเสียสละ: เมื่อมีผลิตภัณฑ์อาหารที่ก่อให้เกิดสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดอ่อนๆ ภายในกระป๋อง ดีบุกจะทำหน้าที่เป็นขั้วบวกแบบบูชายัญ โดยจะละลายเป็นพิเศษเพื่อปกป้องเหล็กที่อยู่ด้านล่างจากการกัดกร่อน ปริมาณดีบุกที่ละลายระหว่างอายุการเก็บรักษาของกระป๋องได้รับการควบคุมให้อยู่ภายในขีดจำกัดที่ปลอดภัย

อาหารใดบ้างที่บรรจุในกระป๋องอาหารเหล็ก

เหล็กตัวกระป๋องเหล็กวิลาดเป็นวัสดุที่เลือกใช้สำหรับผลิตภัณฑ์อาหารทุกชนิดที่ผ่านกระบวนการ ฆ่าเชื้อซ้ำ — ทำความร้อนกระป๋องที่ปิดผนึกไว้ที่ 121°C หรือสูงกว่า เพื่อกำจัดการปนเปื้อนของแบคทีเรียและบรรลุภาวะปลอดเชื้อในเชิงพาณิชย์ การต้านทานความร้อนและความแข็งแกร่งของโครงสร้างเหล็กเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทนต่อแรงดันภายในที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการนี้ การใช้งานทั่วไปได้แก่:

• ผักและพืชตระกูลถั่ว: มะเขือเทศ ข้าวโพดหวาน ถั่วเขียว ถั่วชิกพี ถั่วไต — ผลิตภัณฑ์ที่มีความเป็นกรดสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่งจะได้รับประโยชน์จากคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนของแผ่นเหล็กวิลาดพร้อมการเคลือบภายในที่เหมาะสม
• ผลไม้: ลูกพีชกระป๋อง สับปะรด ส้มแมนดาริน และค็อกเทลผลไม้ในน้ำเชื่อม เหล็กกระป๋องเคยเป็นมาตรฐานสำหรับน้ำผลไม้และผลไม้กระป๋องสีซีดในอดีต
• เนื้อสัตว์และสัตว์ปีก: เนื้อกระป๋อง เนื้อหมูลันช์เนียน ไก่ และผลิตภัณฑ์จากเนื้อสัตว์ปรุงสำเร็จที่บรรจุในบรรจุภัณฑ์เพื่อยืดอายุการเก็บรักษาโดยรอบ
• ปลาและอาหารทะเล: ปลาทูน่า ปลาซาร์ดีน ปลาแมคเคอเรล ปลาแซลมอน ปู กุ้ง และหอยแมลงภู่ มักจะบรรจุในน้ำมัน น้ำเกลือ หรือซอสในแผ่นเหล็กเคลือบดีบุกหรือกระป๋อง TFS ที่เคลือบด้วยโพลีเมอร์ ซึ่งมีอายุการใช้งานเกิน 24 เดือน
• ซอสและอาหารสำเร็จรูป: ซอสพาสต้า ซุป สตูว์ ซอสแกง และอาหารพร้อมรับประทานที่บรรจุในกระป๋องเหล็กวิลาดสามชิ้นสำหรับขายปลีกและบริการอาหาร
• น้ำมันบริโภค: บรรจุภัณฑ์น้ำมันปรุงอาหารในปริมาณมาก ซึ่งความแข็งแรงทางโครงสร้างของตัวกระป๋องเหล็กเป็นสิ่งสำคัญสำหรับบรรจุภัณฑ์ขนาดใหญ่
• อาหารสัตว์เลี้ยง: หนึ่งในการใช้กระป๋องอาหารที่ทำจากเหล็กในปริมาณมากที่สุดในโลก โดยทั่วไปจะใช้ฝาปิดแบบปลายเปิดง่าย (EOE) บนตัวกระป๋องเหล็กวิลาด