CC BY
86
УДК 621.9; 663
АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЕВЫХ БАНОК ДЛЯ ПИВОВАРЕННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
И.Б. Давыдов, И.В. Пузиков, О.Д. Рожкова
В статье рассмотрены особенности производства алюминиевых банок для пивоваренной промышленности, проанализированы основные стадии процесса, показаны поясняющие рисунки.
Ключевые слова: алюминиевая банка, упаковка пищевой продукции, пивоваренная промышленнсть.
Алюминиевые штампованные банки отличаются от сборных консервных банок отсутствием нижнего закаточного и продольного швов. Они могут выдержать внутреннее избыточное давление до 6 атмосфер, поэтому банка состоит из достаточно тонких стенок, которые обеспечивают конструктивную прочность с помощью внутреннего давления корпусу и дну банки. Конструктивное исполнение алюминиевой банки с лег-ковскрываемой крышкой показано на рис.
Технологическая схема производства алюминиевых банок показана на рис. 1. Для их изготовления требуется большое количество рулонного листового алюминия. При этом корпус и крышка банки изготавливают из различных сплавов алюминия. Поступившие рулоны загружаются в устройство, которое разматывает алюминиевый лист. Здесь же на алюминиевый лист покрывают специальной смазкой, которая способствует листу беспрепятственно проходить все формообразующие операции не повреждаясь.
Первая стадия производства - вырубка круглых заготовок, отходы от которой (12-14 %) отправляются на переплавку для повторного изготовления нового алюминиевого листа для новых банок. Корпус банки изготавливают вытяжкой (штамповкой) за два прохода из полученной на вырубке заготовки, так называемой неглубокой «чашки». Потом ее стенки» утоняют последовательной трехступенчатой раскаткой до 1/3 первоначальной толщины. Таким образом получается практически готовый корпус банки. Затем формируют купол днища и выполняют обрезку излишек корпуса. Затем полученный полуфабрикат моют, наносят рисунки, покрывают лаком и завершают формирование горла и отбортовку. Затем банки проходят контроль качества и упаковываются на поддоны.
Полученная алюминиевая банка имеет разную толщину металла по высоте. Дно банки имеет особый профиль для выдерживания высокого внутреннего давления и удобства фиксации банки в процессе упаковывания. Стенку банки раскатывают до толщины 0,110 мм почти по всей высоте, хотя в настоящее время толщина стенки банки составляет 0,08 мм. В верхней части корпуса стенка толще и составляет 0,16 мм, что обеспечивает удобство формирования суженой «горловины» и создание в дальнейшем прочного соединения с легковскрываемой крышкой [1].
Технологическая схема производства алюминиевых легковскрываемых крышек для банок показана на рис. 2.
Алюминиевый лист с лаковым покрытием подается в рулонах массой до 8 тонн на специальный пресс, штампующий крышки. Каждый рулон позволяет получить до 2,5 млн крышек. Затем проводится формирование сложной кромки крышки, обеспечивающей надежное соединение ее с корпусом банки.
На заготовки затем наносится паста для герметизации, и формируются насечки. Все крышки проходят видеоконтроль пастоналожения.
Нанесение насечек обусловлено следующим. Легковскрываемые крышки открываются путем простого поворота специального «ушка» (рис. 3, а), которое устанавливают на крышку с помощью интегральной заклепки (рис. 3, б), формируемой из са-
460
мой крышки. Чтобы крышка выполняла свою основную функцию - легко вскрывалась, необходимо полное проталкивание лепестка внутрь банки, при котором лепесток должен остаться висеть внутри банки, не отрываясь. Это обеспечивается наличием по периметру лепестка специальных насечек, в зоне которых глубина металла составляет 0,085 мм вблизи заклепки и 0,110 мм на противоположной стороне. Внутри лепестка имеется внутренний ряд насечек, которые не такие глубокие. Их назначение - предотвращение разрывов при формировании основных насечек.
Типичный диаметр 140 мм
ЗАГОТОВКА
1-я ВЫТЯЖКА
2-я ВЫТЯЖКА
90 мм
ВЫТЯЖКА
66 ММ
ПОВТОРНАЯ ВЫТЯЖКА
124 мм
122 мм
1 ^
ФОРМОВКА КУПОЛА
ОБРЕЗКА
ФОРМОВКА ГОРЛА И ОТБОРТОВКА
б
Рис. 1. Технологическая схема (а) и этапы производства (б) алюминиевых банок
а
На рис. 4 показаны этапы формирования заклепки (рис. 4, а) и двойного шва (рис. 4, б). Готовые крышки упаковываются в пакеты и укладываются на поддоны. Крышки поставляют на предприятие отдельно. На корпус банки их устанавливают по технологии «двойной замок» после наполнения банки пивом.
Лакированная алюминиевая лента
Рис. 2. Технологическая схема производства
алюминиевых легковскрываемых крышек
Печать на алюминии необходима для создания привлекательного дизайна металлической упаковки пищевых продуктов. Степень деформации алюминиевых банок не позволяет заранее наносить печать на жесть. Поэтому применяют нелитографический процесс «сухой офсет», позаимствованный у бумажной промышленности.
а б
Рис. 3. Легковскрываемая крышка снаружи (а) и изнутри (б)
А
б
Рис. 4. Этапы формирования заклепки на крышке (а) и двойного шва (б)
462
На поверхность листа наносится фотополимерное покрытие. Затем создается негативное изображение, для этого лист подвергается воздействию обычных флуоресцентных ламп, под действием которых освещенные участки затвердевают, а покрытие с не освещенных участков растворяется специальными веществами. Так как рисунок получается в виде приподнятого над листом рельефа, на него могут быть нанесены краски с ролика и печать переносится на офсетный вал без смачивания. Для формирования основного цвета на первой стадии процесса нанесения печати может потребоваться нанесение грунтового слоя, который может быть нанесен непосредственно на металлическую поверхность. На каждую банку при ее вращении наносится покрытие, при этом она совершает 1-2 оборота относительно резинного валика, на который непрерывно подают чернила при его вращении в контакте с металлическим барабаном [2].
Затем покрытие каждой банки сушится в газовой печи и по конвейеру поступает в печатную машину, состоящую из вращающегося барабана, вокруг которого расположено шесть отдельных печатающих головок, а по его периметру находится большое количество офсетных валов. Каждая печатающая головка имеет печатную форму, с помощью которой может нанести один цвет, поэтому только шесть цветов может быть нанесено на основное покрытие. Валы при вращении барабана по очереди контактируют с печатными цилиндрами, и изображение полностью переносится на валы, каждый из которых передает полное изображение на корпус банки, когда они проходят мимо барабана. Производительность такой системы - 1500 банок/мин. После печати и перед сушильной печью на банку могут нанести еще и лак по схеме «мокрый по мокрому».
Длительность сушки составляет 1 мин при температуре 170 °C. Есть печи в которых сушка осуществляется за 6 с. Операция по зауживанию верхней части банок осуществляется после нанесения лаков на внутреннюю и наружную поверхности и после декорирования банки накладывает большие требования к материалам покрытия, поэтому для этих целей используют специальные покрытия и краски [3, 4].
Технология печати искаженного изображения позволяет печатать на плоском листе металла рисунок таким образом, что только после изготовления банки рисунок принимает свой истинный вид. Для этого на первый лист жести наносят квадратную решетку. Искажения в каждой конкретной области листа могут быть определены с высокой точностью, что позволяет первоначальный рисунок скорректировать с учетом эффектов искажения. Анализ степени искажения рисунка сейчас в основном производится специальными программами.
Алюминиевые банки широко применяются в пищевой промышленности. Их применение с каждым готом увеличивается в виду целого ряда достоинств, таких как механическая прочность; легкость; стойкость к перепадам температур, высокому давлению; возможность повторного использования после переработки; удобство использования; светонепроницаемость; возможность длительной сохранности напитков.
Список литературы
1. Пантюхина Е.В., Котляров В.С., Пантюхин О.В. Перспективные технологии изготовления пищевой упаковки: учебник. Тула: Изд-во ТулГУ, 2018. 212 с.
2. Полянский Н.Н. Основы полиграфического производства: учебник для полиграфических специализированных вузов. М.: Книга, 1991. 350 с.
3. Производство и применение металлической тары: Справ. Пособие / В.Г. Ларионов и др.; под ред. Я. Ю. Локшина. М.: Пищ. пром-сть, 1980. 223 с.
4. Офсетная печать по металлу. [Электронный ресурс]. URL: https://www.publish.ru/articles/200906 10784284/ (дата обращения: 09.12.2018).
Давыдов Иван Борисович, магистрант, svoryi@gmail.com, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Пузиков Иван Валерьевич, студент, zalesniyr@gmail.com, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Рожкова Оксана Дмитриевна, специалист, od.rozhkovaarmc-holding.com, Россия, Тула, ОАО «Тулэнергоремонт»
THE ANALYSIS OF TECHNOLOGY OF PRODUCTION OF ALUMINUM CANS
FOR THE BREWING INDUSTRY
I.B. Davidov, I. V. Puzikov, O.D. Rozhkova
The article describes the features of the production of aluminum cans for the beer industry, analyzes the main stages of the process, shows the explanatory drawings.
Key words: aluminum can, food packaging, brewing industry.
Davidov Ivan Borisovich, masters, svoryi@gmail. com, Russia, Tula, Tula state university,
Puzikov Ivan Valeryevich, student, zalesniyr@gmail. com, Russia, Tula, Tula State University,
Rozhkova Oksana Dmitrievna, specialist, od.rozhkovaarmc-holding. com, Russia, Tula, JSC Tulenergoremont
УДК 621.922; 621.921.34
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ СМЕСИ
СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
М.С. Парамонова
В работе представлена математическая модель для формирования нового критерия оценки качества получаемой смеси для эффективно используемой единицы сме-севой продукции, позволяющего учитывать функциональные отклонения всех смешиваемых компонентов с учётом доли каждого компонента в смеси.
Ключевые слова: производство смесей, детерминированное формирование однородности смеси, критерии оценки качества смесей, аппараты смешения, качество смесевой продукции.
Рассматривается задача получения из имеющихся смесей с заданными характеристиками новой смеси с новыми характеристиками. Математически задача решается методом линейного программирования [1,2] на примере трехкомпонентной смеси. Решение задачи следует рассматривать применительно к классу смесительного оборудования, реализующего принципы детерминированного формирования однородности смесей. Технологически эти способы используются на конвейерных, роторных и биро-торных смесительных модулях [3-9]. Условия и допущения при моделировании представлены в [10].
1. Сначала разберем случай д < д < ^ < д (продолжение).
Найдем точки пересечения плоскости (4) с ребрами АА1, ВВ1, СС1, АВ, СВ, 01А, А1В1
