1、刘士伟 王林山 主编 王 通 主讲江苏省畜牧兽医职业技术学院江苏省畜牧兽医职业技术学院2012.9学习情境二 食品包装材料及包装容器项目二金属包装材料及包装容器食品包装技术教学目标2.2.掌握金属材料的性能指标掌握金属材料的性能指标1.1.掌握金属材料的特性掌握金属材料的特性4.4.掌握常用的金属包装容器的特点掌握常用的金属包装容器的特点3.3.掌握常用的金属包装容器的种类掌握常用的金属包装容器的种类5.5.熟悉金属容器的发展趋势熟悉金属容器的发展趋势食品包装技术项目导入金属包装主要以铁和铝为原材料，将其加工成各种形式的容器来包装食品。由于金属包装材料及容器具有包装特性和包装效果优良、包装材料
2、及容器的生产效率高、包装食品流通贮藏性能良好等特点，其在食品包装上的应用越来越广泛，成为现代最重要的四大包装材料之一。食品包装技术任务一 金属的包装性能一、一、金属的包装性能金属的包装性能二、二、常用的金属材料常用的金属材料-薄钢板薄钢板三、三、常用的金属材料常用的金属材料-铝铝食品包装技术金属材料在包装材料中所占的比重食品包装技术金属材料的优点一、耐加工性好。强度高，机械适应性好，对包装食品保护性好、损耗少；二、环境适应性好。耐高温、耐温湿变化、耐压、耐虫害、耐有害物质侵蚀；三、隔绝保护性好。阻水、阻光、阻气、渗透性好，能隔绝有害物质，较长期保存食品，包装寿命长；四、表面装饰性好。表面有光泽
3、，通过设计、印刷、装饰以提高理想的表面状态，以刺激消费,促进销售。五、加工技术与设备成熟，品种规格齐全。食品包装技术金属材料的缺点一、化学稳定性差。酸碱能力小，易腐蚀，金属离子易析出而影响食品风味；二、重量大。给贮运带来不利；三、经济性差。价格较贵。四、容器开口性较差。须借助工具；五、废弃物处理较困难。食品包装技术一、薄钢板1.镀锡，2.镀铬，3.镀锌，4.喷塑，5.涂漆；二、铝及铝合金1.铝膜，2.铝箔，3.铝板；三、有色金属及合金铜、锡、银等。食品包装技术1.原材料的改进。马口铁生产从热镀锡到电镀锡，从等厚镀锡到差厚镀锡，开发无锡钢板以节约贵重金属锡，从而降低成本。铝合金板和薄钢板减薄，使
4、容器越来越轻。2.制罐技术的进步。三片罐的加工从锡焊法到电阻焊，正研究采用激光焊。用二片罐替代三片罐，改进二片罐制作技术。3.改进老产品、开发新品种。食品包装技术钢基包装材料1.镀锡镀锡薄钢板薄钢板2.镀铬薄钢板3.镀锌钢板4.4.涂塑涂塑彩钢板彩钢板5.5.不锈不锈钢板钢板食品包装技术-马口铁马口铁是将薄钢板放入熔融的锡液中热浸或经酸洗后在电解槽中将其两面镀上薄锡层的低碳钢薄板。镀锡薄钢板的结构由五部分组成，由内向外依次为：钢基板、锡铁合金层、锡层、氧化膜、油膜。由于锡的电极电位比铁高，且化学性质稳定，因此镀锡层对铁起到一定保护作用，一般食品可直接用镀锡板罐包装。食品包装技术-马口铁的特点优
5、点：强度高，抗机械负荷伤害能力强；高、低温稳定性好，环境适应性好隔绝保护性好，食品包存期长；加工技术设备成熟,能焊接,加工性能好;表面光亮、装饰性能和印刷性能好；成本较铝材低。缺点：具有金属包装材料共有的缺点。在表面锡层划伤后，腐蚀迅速。食品包装技术由于加工材料、工艺等因素的影响，镀锡板具由于加工材料、工艺等因素的影响，镀锡板具有的机械性能如强度、硬度、塑性、韧性也各有的机械性能如强度、硬度、塑性、韧性也各不相同，因而其包装用途和包装容器成型加工不相同，因而其包装用途和包装容器成型加工的方法也各不相同。为满足使用性能和成型加的方法也各不相同。为满足使用性能和成型加工工艺性的要求，生产上用调质度
6、作为指标来工工艺性的要求，生产上用调质度作为指标来表示镀锡板的综合机械性能。镀锡板的调质度表示镀锡板的综合机械性能。镀锡板的调质度是以其表面洛氏表面硬度（是以其表面洛氏表面硬度（T T）来表示。按）来表示。按T T值的大小不同，值的大小不同，T T 值越大，其具有的强度、值越大，其具有的强度、硬度越高，而相应塑性、韧性越低，因此不同硬度越高，而相应塑性、韧性越低，因此不同调质度的镀锡板使用场合、加工方法不同。调质度的镀锡板使用场合、加工方法不同。食品包装技术锡的电极电位比铁高，化学性质稳定，如果镀锡层镀锡的电极电位比铁高，化学性质稳定，如果镀锡层镀锡完整，纯度高，且镀层和钢基板结合牢固，镀锡层
7、锡完整，纯度高，且镀层和钢基板结合牢固，镀锡层对铁能起到的保护作用越好。一般的食品可直接接触对铁能起到的保护作用越好。一般的食品可直接接触镀锡板容器。但食品种类繁多，成分、特性各不相同，镀锡板容器。但食品种类繁多，成分、特性各不相同，因此对镀锡板制成的包装容器的耐腐蚀性有不同的要因此对镀锡板制成的包装容器的耐腐蚀性有不同的要求。锡层的保护作用有限，对于腐蚀性较大的食品，求。锡层的保护作用有限，对于腐蚀性较大的食品，如番茄酱，含有硝酸盐、亚硝酸盐的食品及肉禽类、如番茄酱，含有硝酸盐、亚硝酸盐的食品及肉禽类、水产类食品等生产过程中能与锡作用产生硫化物的食水产类食品等生产过程中能与锡作用产生硫化物的
8、食品，都会对镀锡板产生腐蚀作用。因此，此类食品不品，都会对镀锡板产生腐蚀作用。因此，此类食品不能与镀锡板罐直接接触使用，而应采用在镀锡板上涂能与镀锡板罐直接接触使用，而应采用在镀锡板上涂覆涂料，将食品与镀锡板隔离，以减少它们之间的接覆涂料，将食品与镀锡板隔离，以减少它们之间的接触反应，确保罐装食品质量和延长其贮存时间。触反应，确保罐装食品质量和延长其贮存时间。食品包装技术-无锡薄钢板将轧制到一定厚度的薄钢板经电解、清洗、酸洗等处理后，在镀铬槽中镀铬，再经铬酸处理、水洗、风干、涂油即制得镀铬薄钢板。镀铬薄钢板由里向外依次是：钢基、金属铬层、水合氧化铬层、油层。表面均匀，具有良好的致密性的氧化膜。
9、食品包装技术-无锡薄钢板的特点优缺点：与镀锡薄钢板基本相同。成本低、耐腐蚀性不如镀锡板，涂料附着力高，不能用锡焊接，多采用缝焊（电阻焊）或粘接剂粘合，光泽较差。食品包装技术-白铁皮优缺点：韧性较好，表面耐候性能也较好，多用于制造中型桶和大型桶，适宜盛装多种中性食品和溶剂。在盛放酸性食品时，锌易溶出，造成食品含锌量超标，会引起锌中毒。食品包装技术-彩板将轧制到一定厚度的薄钢板经电解、清洗、酸洗等处理后，在镀铬槽中镀铬，再经铬酸处理、水洗、风干、涂油即制得镀铬薄钢板。镀铬薄钢板由里向外依次是：钢基、金属铬层、水合氧化铬层、油层。表面均匀，具有良好的致密性的氧化膜。食品包装技术食品包装技术铝基包装材
10、料1.铝块铝块2.铝合金薄板3.铝箔4.4.真空真空镀铝薄镀铝薄膜膜食品包装技术铝材的优点一.密封性好。对光线、油脂和气味物质密封；二.机加工和变形性能好。软化铝膜的回弹量小；三.印刷性能良好；四.抗撕裂强度小，易开启；五.表面纯净光洁，热辐射反射能力强；食品包装技术铝材的缺点一、厚度薄的铝膜有孔隙，易出现孔隙裂纹，不能用于包装易受氧气及水蒸气损伤的食品。二、易腐蚀，不耐碱；三、热辐射反射性能强，对食品烹饪、加热不利；四、不能焊接；五、延伸率低。食品包装技术铝材的腐蚀1.强酸、强碱环境中不稳定；2.有机酸及其盐类；3.含硫食物、二氧化硫、硫化氢类；4.氧气；5.磷酸盐和硝酸盐；6.有机阳离子、
11、花青素苷和叶绿素等。能抑制铝腐蚀的食品：糖、淀粉等。食品包装技术铝材的应用铝板：啤酒桶、易开罐、螺旋瓶盖、铝管。铝箔：罐和杯形容器的易开盖、裹包食品、制盘盒、印制商标、标签、铭牌。铝膜：通常用于复合材制作蒸煮袋、包装盒、泡罩包装盖材。食品包装技术铝箔是用商业纯铝铝板经多次压延而制成的可挠性金属薄片。由于压延后热处理程度的不同，铝箔分为软质和硬质两种。厚度小于0.2mm或0.152mm。食品包装技术铝箔的特性1.优异的光学性能。对光线的反射率高达85%90%，表面形成的自然氧化膜呈银白色，具金属光泽。外观华丽，具有吸引力，展示效果好。2.高阻隔性能。能防水、阻水蒸汽、隔气体、保香和阻光，且可防止
12、微生物侵害。3.良好的机械适应性能。是柔性材料，具有一定的抗拉强度，具有优良的加工适应性和包装自动化适应性。但耐折性差、易折皱、破裂强度很低。4.耐热耐寒性好。铝箔可以耐高温蒸煮和其他热加工具有良好的导热性。此外，铝箔还适用于冷冻包装和贮存，并且具有保温、保冷功能和良好的环境适应性。5.耐化学性能。铝箔的耐酸碱腐蚀性差，但可以通过涂膜、复合处理得到改善。食品包装技术铝箔的深加工1.染色加工为了加强其装饰效果，可以对素箔进行染色，使其更五彩缤纷、华贵美丽。2.印刷加工铝箔可以像纸张一样很方便地印刷，既可单色印刷，也可多色印刷。3.涂布加工为了提高耐腐蚀性、耐热性及机械强度等，在铝箔的一面或两面涂
13、上合成树脂材料，以形成薄膜。4.复合加工主要目的是为了提高机械强度，可复合各种纸、玻璃纸、塑料薄膜等。5.压花加工把铝箔通过模压辊，压出各种花纹或文字、符号等，增强其装饰效果。食品包装技术铝箔的应用1.制作蒸煮袋。蒸煮袋其结构中应有铝箔层，以提高阻气性、阻光性，增加强度。2.制作多层复合袋。铝箔与塑料膜制成的复合袋，用于防潮、保香等气密性要求高的包装。3.制作利乐包式包装盒。在多层材料中铝箔主要提供阻隔性、抗渗透性。4.制软管。包装黏稠食品、牙膏、化妆品等。5.做泡罩包装的盖材。用于药片及糖果的包装。6.制杯盒盘盖。7.裹包食品。薄铝箔可直接包裹糖果、巧克力等。8.制盘盒。较厚的铝箔可加工成浅
14、盘、盒等，用于烘烤食品。9.印刷商标。食品包装技术-复合作用：提高包装性能，避免腐蚀，减少孔隙裂纹的危险。常用的复合方式：铝膜/纸、纸板；铝膜/有机玻璃；铝膜/PA；铝膜/PETP；铝膜/LDPE；铝膜/PP；食品包装技术-涂漆作用：抑制水和空气中所含的多种腐蚀性成分的腐蚀。常用涂层材料：硝化纤维漆、漆、乙烯基共聚物、含水的基分散剂涂料、烤漆、环氧酚树脂漆，乙烯基树脂漆等。食品包装技术真空镀铝软包装材料由于铝原材料较贵，生产铝箔能源消耗大，因此使用铝箔包装成本较高。如将铝箔减薄，又会出现由针孔造成的气密性差及机械强度变差的问题。其空镀铝软包装材料可部分替代铝箔复合材料，对要求不太高的场合能满足
15、要求并降低了成本。镀铝薄膜的阻隔性及反射紫外光性能虽不如铝箔好,但具有热封性,且耐折性也较铝箔好。食品包装技术真空镀铝软包装材料的制法将欲镀铝的基材（PET、PE、PP塑料薄膜、纸、纸塑料膜）放入镀铝真空室的冷却辊上展开。真空室内展开的基材下面有一个蒸发铝用的坩埚，镀材（铝丝）在坩埚内加热并蒸发，蒸发后的铝微粒沉积在基材表面。蒸镀层厚度一般在250300A。为保护较薄的镀铝层，可再在其上覆合一层聚乙烯。食品包装技术任务二 常用金属包装容器 一、一、金属罐的分类金属罐的分类二、二、金属罐的制造金属罐的制造三、三、其他金属包装容器其他金属包装容器食品包装技术金属罐的分类按外形分类按结构分类按材质分
16、类按开启方法分类金属罐食品包装技术食品包装技术食品包装技术常用金属罐的形状(横截面)食品包装技术三片罐三片罐又叫接缝罐，是最老的空罐形式。整个罐由罐身、罐底和罐盖三部分组成。罐身纵缝连接可以用锡焊法、压接法、电阻焊法和黏结法密封，罐盖、罐底和罐身靠二重卷边法连接。食品包装技术食品包装技术三片压接罐主要用于密封要求不高的食品罐，如茶叶罐、月饼罐、糖果巧克力罐和饼干罐等。这类罐大多是手工或半自动方式生产，罐形状各异，有方罐、圆罐、椭圆罐、多边形罐等。由于采用整版印刷制罐，罐面图案美观。三片压接罐罐身与罐底采用二重卷边法，罐口卷边，罐盖采用套盖。食品包装技术三片压接罐的工艺过程印铁烘干切板切角、切缺
17、卷边端折成圆（踏平）翻边封底滚凸筋卷口食品包装技术三片锡焊罐三片锡焊罐的原料是马口铁板，罐身纵接缝采用锡三片锡焊罐的原料是马口铁板，罐身纵接缝采用锡焊，因此，长期贮存食品时，有可能受到焊锡或焊焊，因此，长期贮存食品时，有可能受到焊锡或焊药的污染。这类罐大多是自动或半自动方式生产，药的污染。这类罐大多是自动或半自动方式生产，罐形状各异，有方罐、圆罐、椭圆罐、马蹄形罐等。罐形状各异，有方罐、圆罐、椭圆罐、马蹄形罐等。三片压接罐罐身与罐底、罐盖均采用二重卷边法。三片压接罐罐身与罐底、罐盖均采用二重卷边法。常用于需真空封罐及高温杀菌的罐头产品。常用于需真空封罐及高温杀菌的罐头产品。食品包装技术三片锡焊
18、罐的工艺过程切罐身板切角、切缺端折成圆（踏平）焊锡翻边封底切罐底板涂油冲盖圆边注胶烘干食品包装技术三片电阻焊(缝焊)罐电阻焊是将待焊接的两层金属板重叠置于连续转动的两滚电阻焊是将待焊接的两层金属板重叠置于连续转动的两滚轮电极之间，通电，靠电阻产生的热使滚轮之间的被焊金轮电极之间，通电，靠电阻产生的热使滚轮之间的被焊金属接近熔化状态，并在滚轮压力下连成一体，形成焊缝。属接近熔化状态，并在滚轮压力下连成一体，形成焊缝。镀锡薄钢板和镀铬薄钢板均可采用电阻焊法制罐。电阻焊镀锡薄钢板和镀铬薄钢板均可采用电阻焊法制罐。电阻焊节约了贵重的锡，并避免了铅锡对内装食品的污染；焊缝节约了贵重的锡，并避免了铅锡对内
19、装食品的污染；焊缝强度高，密封性好；焊缝搭接宽度小，节约材料；焊缝小，强度高，密封性好；焊缝搭接宽度小，节约材料；焊缝小，彩印面积大，外形美观；焊缝厚度薄，便于翻边、缩颈和彩印面积大，外形美观；焊缝厚度薄，便于翻边、缩颈和封口等后续工序的操作；生产效率高。因此缝焊罐巳成为封口等后续工序的操作；生产效率高。因此缝焊罐巳成为三片罐主导产品，大量用于加热杀菌食品的包装。三片罐主导产品，大量用于加热杀菌食品的包装。食品包装技术三片电阻焊(缝焊)罐的工艺过程印铁切板卷圆焊接补涂烘干翻边封盖检验食品包装技术三片黏结罐由于无锡钢板的焊接性差，于是出现了用有机黏由于无锡钢板的焊接性差，于是出现了用有机黏结剂（
20、主要是耐高温的聚酰胺树脂系黏结剂）黏结剂（主要是耐高温的聚酰胺树脂系黏结剂）黏结罐身纵缝的制罐工艺。其特点是：印刷时不留结罐身纵缝的制罐工艺。其特点是：印刷时不留空白，因而罐身外形美观；采用低价的无锡钢板，空白，因而罐身外形美观；采用低价的无锡钢板，可以降低成本；为保证足够的强度，罐身接缝的可以降低成本；为保证足够的强度，罐身接缝的搭接宽度较大。搭接宽度较大。这是一种有前途的制罐方法。这是一种有前途的制罐方法。食品包装技术三片黏结罐的工艺过程切罐身板切角成圆罐身黏结冲击黏结(由冲击器将接缝压紧)急冷(使黏结剂固化)翻边封底喷内涂料烘干食品包装技术二片罐(冲压罐)二片罐的罐身和罐底为一体，没有罐
21、身纵缝和罐底卷边。二片罐的罐身和罐底为一体，没有罐身纵缝和罐底卷边。二片罐生产周期短、工艺简单、密封性好，广泛应用于啤二片罐生产周期短、工艺简单、密封性好，广泛应用于啤酒及含气饮料的包装。国际上已采用预印刷的二片深冲罐酒及含气饮料的包装。国际上已采用预印刷的二片深冲罐用于罐头食品包装。用于罐头食品包装。二片罐的应用，一方面扩大了金属材料的应用范围，另一二片罐的应用，一方面扩大了金属材料的应用范围，另一方面也活跃了饮料和食品的包装市场，制罐工艺的改进，方面也活跃了饮料和食品的包装市场，制罐工艺的改进，效率的提高显示了强大的生命力。效率的提高显示了强大的生命力。食品包装技术冲拔罐(DWI罐)冲拔罐
22、的制作主要经过预冲压和多次变薄拉伸两个过程，冲拔罐的制作主要经过预冲压和多次变薄拉伸两个过程，故称变薄拉伸罐。冲拔罐的最大特点是长径比很大（一故称变薄拉伸罐。冲拔罐的最大特点是长径比很大（一般为般为2:12:1，最大可达，最大可达5:15:1）罐壁经多次拉伸变薄，因此，这）罐壁经多次拉伸变薄，因此，这种罐身结构很适合于含气饮料的包装，由于内压的存在种罐身结构很适合于含气饮料的包装，由于内压的存在而支撑罐壁。此外，它还具有设备简单、生产效率高的而支撑罐壁。此外，它还具有设备简单、生产效率高的特点。特点。冲压罐主要适用于铝或马口缺板材，冲压罐主要适用于铝或马口缺板材，TFSTFS板不适于冲拔工板不
23、适于冲拔工艺。冲拔工艺只能成型圆型罐，不适合制作异型罐。目艺。冲拔工艺只能成型圆型罐，不适合制作异型罐。目前冲拔罐大量用于啤酒及含气饮料的包装，很少用于其前冲拔罐大量用于啤酒及含气饮料的包装，很少用于其他食品包装。他食品包装。食品包装技术表面涂层强化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润滑油烘干涂白色珐琅质表面印刷涂内壁烘干缩颈翻边检漏食品包装技术深冲罐(DRD罐)深冲罐是将板材经连续多次变径冲模而成的二片罐。制深冲罐是将板材经连续多次变径冲模而成的二片罐。制罐时，几次连续冲杯便罐身内径越来越小，而罐壁和罐罐时，几次连续冲杯便罐身内径越来越小，而罐壁和罐底保持原板厚，且整体罐表面
24、积与原坯料面积相等。如底保持原板厚，且整体罐表面积与原坯料面积相等。如果冲坯一次成型，即称为浅拉伸罐。果冲坯一次成型，即称为浅拉伸罐。深冲罐的特点是壁厚均等，强度刚性好；适应的包装范深冲罐的特点是壁厚均等，强度刚性好；适应的包装范围广；长径比为围广；长径比为1.5:11.5:1；表面涂料可以在成型前平板进行；表面涂料可以在成型前平板进行；设备成本低；规格尺寸适应不同需要；形状可以是圆型，设备成本低；规格尺寸适应不同需要；形状可以是圆型，也可是异型。也可是异型。深冲罐适合的材料主要是深冲罐适合的材料主要是YFSYFS板和马口铁，应用于热加工板和马口铁，应用于热加工食品的包装。食品的包装。食品包装
25、技术深冲罐(DRD罐)的工艺过程下料预冲杯再冲杯(若干次)翻边冲底成型修边表面装饰检漏食品包装技术普通金属盖罐盖（底）都有膨胀圈纹结构。当罐头进行高温杀菌时，罐内气体受热膨胀，罐内压力增大，罐盖的膨胀圈纹产生弹性变形。当罐头杀菌结束时压力下降，盖即恢复原状，罐盖应具有正向膨胀圈纹。如果内装物采用热装罐并真空装罐时，冷却后罐内会形成真空，这时，应采用具有反向膨胀圈纹的盖。食品包装技术易开盖易开盖在盖上有刻痕，并用铆钉铆上拉环。当拉环拉起时，铆钉带动罐盖的一部分，沿压痕撕离罐盖形成开口，内装物可从开口处取出或倒出。由于易开盖使用方便，因而受到消费者的欢迎。易开盖按开口大小可分为小开口易开盖（主要用于饮料、啤酒罐）和大开口易开盖（主要用于固体和黏稠食品，如八宝粥罐）。铝质易开盖加工容易，马口铁易开盖强度较好，用于需高温加热杀菌的罐头。为了与罐身进行卷封，罐盖边缘必须形成一道适合于卷封的盖沟，在盖沟中注以密封胶以确保卷封后密封良好。罐盖与罐身的密封普遍采用二重卷边的方法。食品包装技术联合制作2012.9
