Технология производства жестяных банок

Технология производства жестяных банок.

Статьи по теме
Искать по теме

1. История возникновения консервной промышленности

Консервная промышленность, одна из старейших отраслей пищевой про-мышленности, занимающаяся обработкой продуктов питания для предохранения их от порчи при длительном хранении. При баночном консервировании пищевой продукт в готовом для употребления виде помещают в жестяную или стеклянную банку либо гибкую тару и прогревают до или после герметизации для уничтоже-ния или снижения активности микробов и ферментов. Степень нагрева зависит от количества и вида присутствующих микробов, кислотности продукта, его конси-стенции, размера кусков, объема продукта в таре, его исходной влажности и со-става.

Консервное дело возникло во Франции в конце 18 – начале 19 вв., когда остро встал вопрос об обеспечении питанием революционных войск. Француз-ские войска побеждали в сражениях, но несли большие потери в людях из-за цин-ги и других болезней неправильного питания. В 1795 Директория установила премию в 12 тыс. франков для любого патриота, который предложит эффектив-ный способ предохранения продуктов от порчи при хранении.

Малоизвестный французский гражданин Н. Аппер, в прошлом повар, зани-мавшийся изготовлением разносолов и варенья, виноделием, пивоварением и кондитерским делом, узнав об этом, приступил к экспериментам и через 14 лет, в 1810, получил установленную премию. Метод аппертизации (тепловой обработки в герметической таре) был изложен самим изобретателем в трактате Искусство предохранения животных и растительных веществ от порчи в течение нескольких лет, увидевшем свет в том же году. В 1810 англичанин П. Дьюренд получил па-тент на применение железа и олова при изготовлении тары для консервирования пищевых продуктов. [1,2]

2. Материалы для производства жестяной тары

Материалами, используемыми для производства металлической тары, являются стальные и алюминиевые сплавы.

Исходным материалом для производства жести служит горячекатаный листовой прокат толщиной 2-2,4 мм из низкоуглеродистой стали марок 08 кп и 08 пс, раскисленный алюминием или кремнием. Выпускают белую и черную жесть. Белую жесть чаще используют в производстве тары для пищевых продуктов. Черную жесть лакируют, хромируют, цинкуют, никелируют, покрывают алюминием и используют для производства различных видов тары, но применение ее ограничено по гигиеническим характеристикам.

Белая жесть – тонколистовая углеродистая сталь, покрытая с обеих сторон слоем олова. Олово – серебристо-белый металл, который обладает низкой температурой плавления (232 °С), высокой пластичностью и мягкостью. Олово 99,9% чистоты является безопасным, так как содержание свинца в нем не превышает 0,1%, а реально составляет 0,05%. Олово устойчиво к действию холодной и горячей воды, органических кислот, очень медленно растворяется в разбавленных минеральных кислотах и растворах щелочей и не образует токсичных соединений с пищевыми продуктами. Около 90% всей производимой белой жести идет на изготовление тары для консервов [5].

Белая жесть имеет ровную, блестящую поверхность и химически устойчива из-за высокой устойчивости олова. Белая жесть имеет название "луженая жесть", поскольку основной технологией ее получения является метод горячего лужения – нанесение олова на лист стали из расплава. В настоящее время применяют в основном метод электролитического лужения. Тонкий слой олова наносят на стальной лист из электролитов в гальванической ванне электрохимическим методом. Электролитическое лужение – наиболее производительный и экономный способ, поскольку при правильном подборе компонентов и параметров ванны (плотность тока, концентрация электролита, время нанесения и пр.) удается получить прочное, равномерное покрытие, но меньшей толщины, чем при горячем лужении. Небольшое количество белой жести горячего лужения производят в основном для производства упаковки продукции длительного хранения.

Хромированную жесть используют для увеличения ассортимента металлической тары, так как олово стало дорогостоящим металлом, и по причине уменьшения запасов в месторождениях стали использовать лакированные хром, алюминий, никель.

Хромированная жесть имеет голубовато-белый цвет металлического хрома. Хром имеет плотность, близкую к плотности железа, устойчив к окислению кислородом воздуха и стоек к действию воды, но растворяется в разбавленных кислотах. Металлический хром малотоксичен и обладает высокой коррозионной стойкостью, поэтому применяется для хромирования металлических поверхностей. Хромовое покрытие более дешевое, чем оловянное, и хром не является дефицитным металлом.

Хромированную жесть выпускают лакированной с обеих сторон. Использование хромированной жести без дополнительного защитного слоя невозможно, так как это покрытие более жесткое по сравнению с оловом и является абразивным, что приводит к более быстрому износу оборудования для производства банок. Защитные свойства хрома по отношению к железу в хромированной жести ниже, чем у олова в луженой жести. Хромированная жесть сравнительно быстро растворяется в кислых средах с выделением водорода. Недостатком хромированной жести является сложность закатывания банок с высокой скоростью.

В связи с этим хромированную жесть используют для производства кронен-пробок, крышек для закатки стеклянных банок, банок под сыпучие пищевые продукты, а также для консервирования, для производства банок под лакокрасочные материалы, сыпучие товары бытовой химии, в производстве комбинированной тары.

Черная жесть применяется для производства кронен-пробок для укупоривания бутылок, однако ее не используют для упаковывания пищевых продуктов, а чаще используют при производстве потребительской тары для непродовольственных товаров. Покрывают лаковыми покрытиями для защиты от коррозии и применяют в ограниченном ассортименте вследствие низких эстетических свойств и более высокой степени подверженности коррозии [7].

Оцинкованная жесть (оцинкованная сталь) применяется для производства потребительской и транспортной тары для непродовольственных товаров. Цинк – светло-серый легкоплавкий (419 °С) металл, устойчив к атмосферным воздействиям благодаря образованию защитной оксидной пленки. Цинк применяют для получения защитных покрытий на стальных изделиях. Качественное цинковое покрытие имеет характерный морозный узор из кристаллов цинка.

Цинковые покрытия не выдерживают воздействия горячей воды, пищевых, минеральных кислот и щелочей. Соединения цинка токсичны, поэтому на изделия, предназначенные для контакта с пищевыми продуктами, цинковые покрытия не наносят.

Алюминий хорошо прокатывается в тонкую фольгу, которая применяется для производства полужесткой металлической упаковки и комбинированных материалов. Толщина алюминиевой фольги составляет от 10 до 200 мкм. При калибровании (прокатке через последнюю пару валов) прокатывают сдвоенные полосы фольги, поэтому внутренняя сторона их слегка матовая, а внешняя – с зеркальным блеском, но их свойства идентичны. Очень тонкая фольга имеет микроразрывы или трещины, эти отверстия делают ее проницаемой для паров воды и кислорода, поэтому требуется специальная обработка лаком. Литейные и деформируемые алюминиевые сплавы используют для производства тары как потребительской, так и транспортной ("молочные" фляги).

3. Классификация консервной тары

Стеклянные банки.Герметическая укупорка стеклянной тары осуществляется металлическими крышками, снабженными уплотнительными резиновыми или по-лимерными прокладками. Крышки для стеклянной тары изготовляют штамповкой из белой жести, лакированной хромированной, лакированной черной или лакиро-ванного алюминия или его сплавов. Отштампованные крышки подвиваются и за-тем в них вкладываются или запрессовываются резиновые кольца.

Крышки Евро-кап (обжимающиеся на венчике горла) и Твист-офф (навинчиваю-щиеся при укупорке на lU оборота на венчике горла банки) выпускаются на спе-циализированных линиях. Они изготовляются из белой лакированной жести элек-тролитического или горячего лужения за несколько операций [2].

Жестяные банки. Консервную металлическую тару подразделяют по форме, вместимости и способу изготовления. По форме банки выпускаются цилиндриче-скими и фигурными (овальные, эллиптические, прямоугольные). В зависимости от вместимости тару подразделяют на мелкую (до 1 л) и крупную (от 1 и выше). По способу изготовления банки бывают сборные и цельно- штампованные.

Овальные банки имеют вместимость на 220 и 235 мл, эллиптические– на 106, 230, 260 и 430 мл, прямоугольные – на 230, 320 и 325 мл.

Объем производства мясных консервов планируется и учитывается в условных единицах. За единицу емкости банок принята банка, имеющая геометрический объем 353,4 мл. Коэффициенты перевода физических банок в условные указаны в таблице. Основными единицами измерения производительности предприятия, ли-бо технологического оборудования служат туб – тысяч условных банок и муб – миллион условных банок.

Для мясных консервов применяют металлическую (жестяную, алюминиевую), стеклянную и полимерную тару. Наибольшее распространение получила метал-лическая тара. Основным материалом для изготовления металлической консерв-ной тары являются: листовая или рулонная белая горячелуженая (горячекатаная) жесть марки ГЖК, белая жесть электролитического лужения марки ЭЖК, черная лакированная и хромированная лакированная жесть, алюминий марок А7, А6, А5 и его сплавы марок АДО, АМц, АМг-2.

Жесть. Сущность изготовления жести заключается в нанесении на стальную ос-нову листа или рулона олова, создающего защитный антикоррозийный слой. По способу производства проката стали жесть бывает горячекатаная и холодноката-ная, а по способу покрытия оловом – жесть горячего и электролитического лу-жения [11].

При изготовлении белой жести электролитического лужения после нанесения олова на поверхность листа производят его оплавление с целью получения зер-кальной поверхности путем электронагрева до 300–310°С. В состав агрегатов электролитического лужения жести входят участки, на которых осуществляется искусственное нанесение окисных пленок (пассивация).

Консервную жесть подразделяют на классы в зависимости от толщины покрытия и от массы наносимого олова. Толщина выпускаемой жести составляет 0,18 до 0,38 мм. Жесть может иметь дифференцированное покрытие, т. е. разную толщи-ну олова с разных сторон. При изготовлении тары сторона жести с большей тол-щиной покрытия всегда обращена внутрь банки. Электролитическую луженую жесть консервную с дифференцированным покрытием обозначают – ЭЖК-Д.

Оловянное покрытие на белой жести при применяемых в промышленности тол-щинах всегда пористо. Количество пор на 1 см2 поверхности характеризует по-ристость жести. Чем тоньше слой олова, тем больше при прочих равных условиях пористость покрытия. Жесть электролитического лужения, обладающая повы-шенной пористостью покрытия, практическое применение в консервной промыш-ленности находит после лакирования. В зависимости от толщины жести консерв-ную жесть горячего и электролитического лужения подразделяют на номера.

Лакирование жести является одним из наиболее эффективных методов защиты от коррозии. Качество лакированной жести зависит от способа подготовки поверх-ности ее к нанесению лака, от типа и свойств лака, технологии его нанесения и сушки. Пленки лаков для тары должны быть безвредными, не должны придавать продукту постороннего привкуса, иметь высокую химическую стойкость к пище-вым средам, хорошую адгезию к поверхности металла и т. д. Таким требованиям удовлетворяют эпоксидные лаки типа ЭП-527, ЭП-547 и эмаль ЭП-5147, наиболее широко используемые в консервном производстве. Наносят лак на поверхность листа одним слоем на каждую сторону.

Алюминий и его низколегированные сплавы. Они обладают низкой плотно-стью, хорошей пластичностью и штампуемостью, высокой теплопроводностью, что сокращает время прогрева продукта и способствует сохранению витаминов. Штампованные банки из алюминия легко вскрываются, а использованная тара может быть направлена на переплавку.

Алюминий марок А7, А6, А5 и его сплавы АМг2, АМц, АДО выпускаются в лис-тах или лентах (шириной 600–1000 мм) толщиной от 0,25 до 2,0 мм. В соответ-ствии с технологической схемой алюминий и его сплавы обрабатывают горячей прокаткой до состояния ленты толщиной до 9 мм и холодной прокаткой–до 1,2–1,5 мм. Последней операцией является холодная прокатка до толщины 0,20–0,35 мм.

Лента алюминия обладает недостаточной коррозийной стойкостью для большин-ства консервных сред, поэтому ее лакируют, а перед нанесением лака производят механическую, химическую или электрохимическую обработку поверхности.

Хромированная лакированная жесть и алюминированная жесть. Хромированную лакированную жесть изготавливают путем электролити-ческого нанесения на обезжиренную холоднокатанную рулонную жесть тонкого слоя (0,01–0,08 мкм) металлического хрома. После хромирования жесть пасси-вируют и лакируют с внутренней поверхности лаком ЭП-527 или ЭП-547.

Алюминированную жесть производят, нанося металлический алюминий на про-кат тонкой стальной ленты. Наиболее распространена металлизация алюминия, осуществляемая в вакууме на предварительно обезжиренную и травленую по-верхность полосы. Толщина алюминиевого покрытия составляет от 0,1 до 20 мкм. Последующее лакирование алюминированной ленты значительно улучшает ее ан-тикоррозийные свойства. Толщина лакового покрытия составляет 5–9 мкм [8].

Таблица 1. Физические свойства жести [4]

Номер твердости

Показатель твердости по шкале Роквелла

Временное сопротивление, МПа

Предел текучести, МПа

Относительное удлинение при разрыве

Использование жести

Т1

45-52

324

280

29

Очень пластичная, для глубокой вытяжки

Т2

50-56

344

309

28

Для умеренной вытяжки

Т3

54-60

382

341

26

Общего назначения

Т4

58-64

412

373

20

Повышенной жесткости используется для производства больших банок

Т5

62-68

441

410

17

Жесткая жесть для производства банок большого диаметра и для закатки под вакуумомо

Т6

68-73

520

500

11

Очень жесткая жесть для пивных банок

Таблица 2. Классификация жести по механическим свойствам [6]

Группа

Номер твердости

Предел текучести σтвМн/м2 (кГ/мм2)

Предел прочности при растяжении вМн/м2 (кГ/мм2)

Относительное удлинение (не менее) в%

I

Т-1, Т-2

196-284 (20-29)

294-355 (30-36)

20

II

Т-3, Т-4

294-392 (30-40)

363-414 (37-42)

8

III

Т-5, Т-6

392-510 (40-52)

424-520 (43-53)

8

4. Технология изготовления жестяной банки

Технология изготовления жестяной банки

Сферы применения жестяной тары:

Консервные банки. Тара из жести легко выдерживает высокотемпературную стерилизацию продукта. Однако наряду с этим есть и недостаток – невозможность использования жестяных упаковок для разогрева в микроволновой печи.

Тара для лакокрасочных материалов.

Тара для нефтехимических продуктов.

Крышки для стеклянных банок.

Аэрозольные баллоны с различным содержимым.

Художественно оформленная тара из жести, применяемая для продажи кондитерских изделий или чая.

Крышки для пивных бутылок.

Баночки для хранения косметических продуктов.

Баночки для гуталина.

Банки для клея.

Жестянобаночное производство-изготовление банок, предназначенных главным образом для консервирования и расфасовки пищевых и химических продуктов. Жестянобаночное производство оснащено автоматическими линиями производительностью 400–500 банок в минуту. Жестяные банки и крышки к ним изготовляют из тонкого листового или рулонного стального проката, поверхность которого с обеих сторон покрыта оловом (белой жестью горячего или электролитического лужения), из чёрной лакированной или хромированной жести, а также из жести, покрытой др. защитными материалами, допускаемыми органами здравоохранения для пищевой тары. Поверхность банок лакируется и литографируется. Банки бывают сборные, состоящие из корпуса, крышки и донышка, и цельноштампованные. Сборные банки имеют продольный шов "в замок" и пропаиваются припоем. Банки могут быть цилиндрической (наиболее распространённые), овальной и прямоугольной формы. Прямоугольные и овальные обычно штампуются на полуавтоматических и автоматических прессах. Донышко и крышка, называются концами, заполняются уплотнительной пастой и герметически прикатываются к корпусу, имеющему по торцам отбортованные фланцы, при этом образуются верхние и нижние двойные закаточные швы [14].

Автоматическая линия жестянобаночного производства состоит из двух отделений – концевого для производства донышек и крышек и корпусного, где изготовляются корпуса банок. Наиболее распространённые размеры цилиндрических сборных банок (внутренний диаметр на высоту, в мм): 72,8х89,9; 83,4х49,4; 99,0х31,9; 99,0х74,0; 99,0х116,0.

Жестяные банки бывают сборные, состоящие из корпуса, донышка и крышки, и цельноштампованные с прикатанной крышкой.

Цельноштампованные банки изготавливают путем вытяжки тонкого металла с применением пресса. В штампованной банке в отличие от сборной нет продольного и нижнего закаточного швов, поэтому она более герметична. Штампованные банки из белой хромированной жести или алюминия, полученные путем холодной штамповки, обычно невысокие. При штамповке белой жести отношение высоты к диаметру банки не превышает 0,5.

В сборных жестяных банках донышко и крышка присоединены к отбортованному корпусу при помощи закаточного шва. Корпус банки образуется после свертывания в цилиндр прямоугольной заготовки (бланка), на которой предварительно загибают края. После свертывания корпус склепывают в замок и пропаивают продольный шов. Иногда шов делают внахлестку, однако оголенные кромки корпуса внутри банки, находящиеся в контакте с продуктом, быстро окисляются и корродируют. Кроме того, при пайке корпуса внахлестку трудно избежать попадания припоя внутрь банки, а следовательно, возможного перехода в продукт содержащегося в припое свинца.

Концы к корпусу банки присоединяют с помощью поперечного закаточного шва, который образуется за счет двойного загиба поля донышка (крышки) вокруг фланцев корпуса. Для герметизации закаточного шва на фланце крышки помещают эластичную уплотнительную прокладку (пасту), заполняющую зазоры между сжатыми слоями жести.

Сборные банки менее материалоемки, их коррозионная стойкость выше.

Для производства сборных банок необходимы белая жесть, уплотняющий материал, припой, паяльная жидкость (флокс) и флюс. При производстве штампованных банок требуются жесть, уплотняющий материал и материал для смазки жести перед штамповкой. Для штампованных банок и других видов консервной тары используют алюминий, его сплавы и другие материалы.Белая жесть – это тонкая малоуглеродистая сталь, покрытая с обеих сторон оловом. По способу производства проката стали жесть бывает горячекатаная и холоднокатаная, а по способу покрытия оловом – жесть горячего и электролитического лужения. Жесть выпускается листовая (карточная) или рулонная.Холоднокатанная жесть, отличаясь от горячекатаной стали меньшим количеством примесей и гладкостью поверхности, является лучшей основой для нанесения олова и дает более коррозионностойкий материал.

Холоднокатаную белую жесть изготовляют из низкоуглеродистой стали марки 08кп по ГОСТ 1050-60, имеющей следующий химический состав (в%):

углерод-0,09;

марганец – 0,43;

кремний – следы; фосфор и сера – 0,03.

Белая жесть (горячего и электролитического лужения) в зависимости отназначения и состояния поверхности делится на две марки: ЖК – консервная, предназначенная для изготовления консервной и других видов пищевой тары, ЖР-жесть разная, применяемая для изготовления некоторых видов пищевой тары и тары для химической и других отраслей промышленности.В зависимости от номинальной толщины покрытия оловом жесть электролитического лужения делится на три класса: I класс – толщина покрытия 1,15 мкм, что соответствует массе покрытия с двух сторон 16,8 г/м2; II класс – соответственно 0,77 мкм и 11,2 г/м2; III класс – 0,40 мкм и 5,9 г/м2.

При производстве пищевой тары могут также найти применение деформируемые алюминиевые сплавы (ГОСТ 4784-65) типа АДО, АДОО, АМц и АМг2.

Для герметизации жестяной и укупорки стеклянной тары применяются преимущественно уплотнительные пленки (прокладки) различных типов, получаемые из полимерных дисперсий.

В жестянобаночном производстве используют для этой цели водно-аммиачную пасту, представляющую собой коллоидно-дисперсную систему, основным компонентом которой является натуральный или синтетический латекс (например, СКС-30 П; СКС-50 П). Уплотнительные пасты изготовляют также на основе других полимеров (поливинилхлорида, эпоксидных смол и др.) [8].

Перед наложением на крышки паста представляет собой густую вязкую жидкость. Плотный остаток пасты должен составлять 40-49%, вязкость по вискозиметру Светлова не менее 60 с, содержание аммиака 1%. Консистенция и состав пасты, однородные, она должна быть ярко окрашена безвредной пищевой краской.

Пасту разливают по полю крышки равномерным слоем. После высушивания при 80-90° С, продолжающегося в туннельной или вертикальной роторной сушилке 12-18 мин, пленка должна' быть однородной, без пузырьков и пробелов. Перед закатыванием банок содержание влаги в уплотняющей пленке должно быть не более 2%.

Паста должна хорошо растекаться по жести и прилипать к ней. При хранении в жидком виде при температуре не ниже 10° С она сохраняет первоначальные свойства в течение года. Высушенная пленка пасты должна быть прочно связана с жестью, не изменяясь выдерживать в течение 2 ч температуру стерилизации 120° С. Она должна быть стойкой в течение длительного срока хранения консервов.

При определении сухого остатка 3-5 г пасты взвешивают с точностью до 1 мг и высушивают при температуре 105° С до постоянной массы.

Таблица 3. Химический состав паст

Компоненты

Состав пасты,%

Латекс СКС-ЗОП синтетический или латекс СКС-50Н.

65

Каолин белый

21,8

Казеинат аммония 10% -ный

8

Казеин технический

3

Двуокись титана

Канифоль

Масло вазелиновое

0,4

Полиакриламид

1

Карбоксиметилцеллюлоза

Аммиак технический

0,7

Краситель

0,1

Для пропайки продольного шва сборных банок применяют оловянно-свинцовый сплав (припой).

Качество паяемого шва во многом зависит от химического состава припоя. Так, например, наличие в припое ПОС 40, сурьмы до 2% увеличивает прочность паяного шва, однако значительно ухудшает смачивающую способность припоя, увеличивает твердость и хрупкость и может привести к нарушению герметичности шва. По-видимому, поэтому за рубежом, например в США и Англии, в аналогичных припоях, содержащих 39-40% олова, находится сурьмы до 0,5%. ГОСТом 1499-54 также предусматривается возможность поставки припоя ПОС 40, содержащего сурьмы до 0,25%.

Таблица 4. Химический состав припоев, %

Тип припоя

Sn

Sb

Si

Fe

В1

Аs

Zn

Ni

S

А1

ПОС-40

39-41

0,05

0,05

0,02

0,1

0,03

0,002

0,02,

0,02

0,002

ПОССу 50-0,5

49-51

0,2-0,5

0,08

0,02

0,1

0,03

0,002

0,02

0,02

0,002

ПОССу 40-0,5

39-41

0,2-0,5

-

0,02

0,1

0,03

0,002

0,02

0,02

0,002

ПОССу 18-0,5

17-18

0,2-0,5

-

0,02

0,1

0,03

0,002

0,02

0,02

0,002

Наличие в припое примесей меди, цинка, железа загрязняет его, увеличивает температуру пайки и ухудшает свойства припоя. Припой, находясь, длительное время в паяльной ванне корпусообразующего агрегата, загрязняется также частицами шлака, сгоревшего жидкого флюса, остатков лака, которые могут попасть на паяльный вал.

Для очистки припоя в паяльной ванне от различного рода загрязнений и для предохранения поверхности расплавленного припоя от окисления, а также обеспечения чистоты паяльного вала и нормального его залуживания применяют хлористый цинк преимущественно в виде концентрированного раствора или же хлористый цинк-аммоний (смесь порошков хлористого цинка – 75% и хлористого аммония).

При добавлении к хлористому цинку нашатыря создается легкоплавкая смесь (температура плавления смеси 175° С, а температура плавления припоя ПОС 40 183°С). Такая смесь в виде порошка загружается в паяльную ванну, плавится и покрывает зеркало припоя, и загрязненный припой удаляется с поверхности. Применение смеси порошков способствует уменьшению коррозии металлических частей корпусообразующего агрегата.

Флюс (паяльная жидкость, флокс) предназначен для очистки поверхности жести от окислов жировых загрязнений, для предохранения расплавленного припоя от окисления, так как наличие окисных пленок снижает поверхностное натяжение металла на границе жесть – жидкий припой и ухудшает растекание припоя и его проникновение во внутрь шва.

Флюс не должен вызывать коррозию шва и химически взаимодействовать с припоем; он должен вытесняться жидким припоем с поверхности шва. Фактор коррозии жести особенно важен для консервной тары, предназначенной для длительного хранения, поэтому флюсы должны легко и полностью удаляться на воздухе (промывкой водой или растворами) с поверхности жести.

Широко применяются в качестве флюсов смолы (содержание канифоли 11 – 16%), растворимые в спирте или в бензине марки Б-70. Такие флюсы при температуре цеха не активны, а при температурах пайки хорошо взаимодействуют с поверхностью жести. В качестве активных растворителей для флюса применяются хлористый аммоний и полиэтиленгликоль (с молекулярным весом 200), который хорошо растворяет смолы. Остатки флюса на полиэтиленгликоле хорошо растворяются в воде [10].

При изготовлении банок из жести электролитического лужения удовлетворительные результаты получены при применении припоя ПОССу 40-2 и флюсов следующего состава:

а) канифоль (16%), олеиновая кислота (10%), остальное спирт этиловый;

б) янтарная кислота (2-3%) и спирт этиловый (97-98%).

Смазки подбираются в зависимости от вида штампуемого металла (белая жесть, алюминий, хромированная жесть) и его толщины. Чем тоньше штампуемый материал, тем большее значение имеют состояние поверхности и качество смазки как факторы, снижающие силы трения.

5. Технологический процесс производства жестяных банок

Производство жестяных банок осуществляется в следующей последовательности. Сортированную листовую жесть, предназначенную для донышек и крышек, электрокарами доставляют со склада к фигурным ножницам, которые разрезают ее на фигурные полосы, последние собираются в стопки и передают на прессы.

Из полос на прессах штампуют донышки, крышки, корпус банки и затем на подвивочных механизмах подвивают их кромки. Стопки подвитых донышек или крышек загружают в приемные магазины пастонакладочной машины. В этой машине в поля донышек заливается определенное количество жидкой пасты. Стопки пастированных донышек загружают в печи для сушки пасты. Готовые донышки направляют на склад и после выдержки подают к закаточной машине.

Сортированную жесть, предназначенную для производства корпуса, доставляют к свдвоенным дисковым ножницам, которые разрезают ее на корпусные банки. Нарезанные банки стопками загружают в магазин корпусообразующей машины. При этой выполняется ряд операций по подготовке продольного шва, формированию и пайке корпуса.

Готовые цилиндрические корпуса при помощи фрикционного подъемника и наклонных желобов направляются в отбортовочную машину, где производится отгиб фланцев корпусов, отбортовочные корпуса таким же способом направляются к закаточной машине, которая при помощи двойного закаточного шва присоединяет к корпусам донышки.

Готовые банки (без крышек) от закаточных машин принимаются фрикционными подъемниками и направляются к воздушным тестерам для испытания их на герметичность. Проверенные банки транспортируются на склад.

Наклонные желоба устанавливают для транспортировки корпусов и банок качением под действием их собственной тяжести. Кроме того, в них накапливается небольшое количество корпусов или банок, что позволяет автоматизировать работу линии без полной синхронизации входящих в нее машин.

1. Подготовка жести.

Готовую лакированную и литографированную жесть выдерживают в помещении цеха не менее 24 часов, проверяют на соответствие ОСТ 10-388-88, ТУ 15-03-10-06-30-93. Прошедшая испытания в химической лаборатории лакированная и литографированная жесть направляется на дальнейшую переработку.

2. Подготовка вспомогательных материалов.

Перед использованием пасты необходимо:перемешать пасту в пастосмесителе или в бочке до однообразной консистенции во избежание расслоения компонентов;развести пасту питьевой водой в пастосмесителе до условной вязкости 18-25 секунд по вискозиметру ВЗ-7;допускается разводить уплотнительную пасту до условной вязкости менее 18 сек., если это не влияет на качество пастированных крышек и массу сухого остатка;выдержать разведенную и перемешанную пасту в емкостях для удаления пузырьков воздуха. Приготовленную пасту перед заливкой в бачок пастонакладочной машины следует профильтровать через двойной слой марли. Рабочее оборудование подготавливают по технической документации, предусматривающей правила эксплуатации машин, установленных на определенный размер изделия с учетом механических свойств и толщины перерабатываемого материала.Подготовка оборудования заканчивается пробной его проверкой работы без нагрузки, затем при изготовлении изделий с осмотром и пооперационным измерением изделий согласно ГОСТ 26384-84. После опробования оборудование пускают в работу.

3. Раскрой жести на заготовки для штамповки крышки:

Лакированная или литографированная жесть в пачках (от 500 до 800 листов подвозятся электропогрузчиком грузоподъемностью не менее 0,8т., от 1000 до 1500 листов подвозится электропогрузчиком грузоподъемностью не менее 1,5т) подвозится к дисковым ножницам, где производится обрезка кромок и резка листов жести на бланки согласно картам раскроя.Нарезанные бланки укладываются на поддон для транспортировки бланков к прессу. Высота стопы бланков должна соответствовать высоте уголков поддонов для транспортировки.Обрезка жести направляется на прессовку в пакеты.Штамповка и подвивка крышки. Поддон с нарезанными бланками жести подается электропогрузчиком к прессу. Перед укладкой в магазин пресса, стопки бланков просматриваются, подравниваются по торцам на стальной плите с угольником, при помощи деревянного молотка. Бланки жести подают в магазин пресса вручную внутренним покрытием квакуум присосам [5].

Вакуум присосы подают бланки жести по одному на стол подачи, откуда они постепенно перемещаются толкателями к комбинированному однорядному или двухрядному штампу, который за один ход выполняет следующие операции:

вырубает одну или две круглые заготовки, диаметр заготовки контролируется по деталям штампа;

отгибает кромки заготовки (образует фланец крышки);

формирует рельеф крышки.

Отштампованные крышки поступают по наклонным течкам в подвивочную машину, где происходит изгиб (подвивка) фланцев конца, образуется завиток.

4. Пастирование и сушка уплотнительной пасты.

Концы из подвивочной машины по транспортеру или вручную поступают в магазин пастонакладочной машины, отделяются толкателями под разливочную головку.

Пастирование концов осуществляется на автоматических пастонакладочных машинах методом налива пасты в жидком виде в завиток подвивочного поля каждого конца под давлением сжатого воздуха через разливочное сопло на вращающуюся крышку.

При пастировании необходимо контролировать визуально качество наложения пленки пасты на крышках. Слой жидкой пасты должен быть без пробелов, больших пузырей.

Далее пастированные концы подаются автоматически или вручную к сушильной печи, где происходит сушка уплотнительной пасты потоком горячего воздуха при температуре 70-120°С. При сушке жидкой пасты происходит удаление влаги, образование эластичной пленки пасты. Время сушки пасты зависит от конструкции печи.

5. Сортировка и укладка изготовленной тары

Сортировка и укладка крышки, хранение: после сушки уплотнительной пасты пастированные концы охлаждаются, собираются в приемник и подвергаются визуальному контролю.

Рассортированные концы укладывают в стопки, обертывают бумагой и упаковывают в картонные ящики, допускаются другие виды упаковки по согласованию с потребителем.

Картонные ящики с крышками штабелируются на поддоны и направляются на суточную выдержку и далее в отгрузку потребителям.

Линия должна обеспечивать высокое качество продукции. Важным производственным показателем является выход продукции. Чем меньше потери и отходы в производстве при высоком качестве продукции, тем лучше выбранная технологическая схема.

Необходимо обеспечить непрерывность процесса изготовления жестяных банок. При непрерывном цикле повышается производительность в результате ликвидации остановок аппаратов и машин, устраняется задержка продукта и улучшается санитарное состояние процесса, снижаются потери, неизбежные при периодической разгрузке аппаратов.

Технологическая схема обеспечивает минимальные удельные затраты электроэнергии, пара, воды, холода, а также рабочей силы.

Внутрицеховой транспорт практически полностью исключает ручное перемещение сырья и полуфабрикатов с процесса на процесс [13].

Таблица 5. Нормирование технологических операций

Наименование операции

Структура операции

Трудоемкость 1000 шт. банок, мин

Примечания

Заготовительная

Укладка металлическоголиста 1024х760х0,8 мм нароликовый неприводной конвейер

0,5

Транспортная

Поднятие за счет

вакуумного манипулятора листа

жести и укладка его

на разрезающий станок

0,3

Разделительная

Резка листа на

продольные полосы шириной 85 мм

0,3

Разделительная

Резка листа на

бланки (85х261 мм)

0,3

Транспортная

Укладка бланков на

поддон

1

Транспортная

Укладка бланков в формирующий

корпус станок

0,2

Транспортная

Подача корпуса банки в

зону сварки

0,3

Окрасочная

Защита внутреннего шва

лакированием

0,3

Транспортная

Подача заготовки на пост

полимеризации

0,3

Транспортная

Подача полуфабриката на

накопительный магнитный

конвейер

0,4

Транспортная

Подача банки через

разделительный шнек на

многооперационный автомат

0,4

Механическая

Формирование юбки банки

(крышки и донышка)

0,4

Механическая

Формирование ребер жесткости

банки высотой 0,9мм

0,4

Механическая

Прикатывание донышка

0,4

Транспортная

Укладка банки на поддон.

0,2

Упаковочная

Обвязка

0,3

Итого:

-

6

-

6. Технологический контроль производства жестяных банок

Жесть должна выдерживать испытание на вытяжку сферической лунки. Глубина лунки находится в зависимости от толщины жести и для жести марки ГЖК составляет для № 20 – 6,2 мм, № 22-6,5 мм; № 25-6,7 мм; № 28-7,0 мм; № 32-7,5 мм; № 36-8,0 мм. Кроме того, жесть должна выдерживать без появления признаков надлома или отслоения олова восьмикратный перегиб на 90° вокруг губок с радиусом 1,5 мм на приборе НП-1-2 с натяжением 6 кгс.Испытание на глубину вытяжкисферической лунки проводят по ГОСТ 10510-63.

Для испытаний на вытяжку лунки, перегиб, определения количества олова и пористости отбирают от каждой партии три контрольных листа жести из разных мест пачки или два куска полосы длиной 1 м из середины рулонов, предназначенных для наружного осмотра.Общая толщина лаковой пленки при внутреннем двукратном покрытии банки должна составлять 12-15 мкм, для наружного покрытия допускается толщина пленки лака 9-10 мкм. Лаковая пленка должна быть равномерной, с блеском, обладать химической стойкостью (что определяется кипячением в соответствующих растворах), твердостью, эластичностью и хорошо прилипать к поверхности металла.После испытания на прессе Эриксена эластичность и сцепляемость лаковой пленки с металлом должны быть не ниже, чем для контрольных образцов, а прочность на удар – не ниже 40 кгс-см/см2. Пленка лака должна хорошо выдерживать штамповку.Для определения количества полуды йодометрическим методом из каждой половины контрольного листа или куска полосы калиброванным штампом выштамповывают по 10 образцов 2 диаметром 20 мм. Растворение олова на образцах с помощью соляной кислоты, титрование йодноватокислым калием и расчет количества олова на жести производят в соответствии с ГОСТ 15580-70. Йодометрический метод определения количества олова является арбитражным.Толщину оловянного покрытия можно также определять изотопным прибором, отградуированным по эталону. По обоим методам за окончательный результат принимают среднеарифметическое трех определений.

Испытание на пористость проводят на пластинках 5 размером 100ХЮО мм. Протертые спиртом пластинки дважды смазывают раствором, приготовленным по ГОСТ 3264-46 и подогретым до 30° С. Через 10 мин следы пор должны выступить на поверхности пластинки синими точками. За окончательный результат принимают среднее число пор, приходящееся на 1 см2 поверхности пластинки.

Банки должны быть герметичными при испытании сжатым воздухом под избыточным давлением 0,05-0,1 МПа (0,5 – 1,0 кгс/см2) в зависимости от размеров банок.

Банки должны быть достаточно прочными, чтобы выдерживать без нарушения герметичности внутреннее давление при стерилизации и охлаждении консервов, наружное давление при создании вакуума внутри банок и другие внешние воздействия.

Поперечные швы должны быть гладкими, без наката, подрезов и морщин. Внутренние поверхности банок могут быть лакированными и нелакированными. Для некоторых консервов банки изготовляют только с лакированной внутренней поверхностью. Наружные поверхности банок могут быть лакированными или литографированными.

Внутренняя поверхность лакированных банок должна быть гладкой, глянцевой, без царапин, нарушений лакового покрытия и пузырчастости. Допускается неравномерность толщины лаковой пленки в пределах 2 мкм. Внутренняя и наружная поверхности нелакированных банок должны быть гладкими, без трещин, царапин и ржавчины.

На поверхности банок допускаются легкая матовость, поверхностные точки диаметром до 1 мм и легкие царапины, не нарушающие цельности полуды, мелкие крупинки олова, хорошо облуженнаярябоватость и пузырьки диаметром до 2 мм в количестве не более 3 пузырьков на банку. В местах нахлестки в угловых швах допускаются с внутренней стороны банки наплывы припоя общей площадью не более 50 мм [16].

Уплотняющий материал не должен выступать снаружи или внутри банки из-под закаточного шва. У фигурных банок резиновая прокладка может незначительно выступать из-под закаточного шва. Отбортованные края банки должны быть одинаковой ширины и не иметь трещин или помятостей.

При приемке банок каждая партия подвергается выборочному осмотру и обмеру. Кроме того, проверяют качество лакировки и герметичность швов. Обмеру должно быть подвергнуто 0,1% количества банок от партии, но не менее 5 банок. Осмотру и проверке качества лакировки и герметичности швов должны быть подвергнуты банки в количестве 1% от партии, но не менее 50 банок.

Для измерения объема банки заполняют дистиллированной водой при температуре 20° С. При расчете объема к разности между массами наполненной и пустой банки добавляют 0,28% от массы воды в банке (для учета воздуха, содержащегося в воде). Полученный результат считают объемом банки в миллилитрах.

После стерилизации лакированных банок с растворами лаковое покрытие должно оставаться без видимых изменений.

Банки и крышки при транспортировании должны быть упакованы в картонные ящики. Допускается применение другой тары, обеспечивающей сохранность изделий [19].

Банки и крышки должны храниться в сухом помещении с относительной влажностью воздуха, не превышающей 75%, при температуре не ниже 0° С.

Таблица 7. Схема технологического химконтроля процесса производства жестяных банок

Точка контроля

Контролируемый показатель

Нормируемое значение параметра

Методы контроля

Средства контроля

Периодичность контроля

1

Приёмка сырья

глубина вытяжки сферической лунки

№ 20 – 6,2 мм, № 22-6,5 мм; № 25-6,7 мм; № 28-7,0 мм; № 32-7,5 мм; № 36-8,0 мм

Физический

НП-1-2 с натяжением 6 кгс

Каждая партия

2

количества полуды

ГОСТ 15580-70

йодометрическим методом

Растворение олова на образцах с помощью соляной кислоты, титрование йодноватокислым калием

Каждая партия

3

пористость

ГОСТ 3264-4

Физический

Протертые спиртом пластинки дважды смазывают раствором

Каждая партия

4

Приемка банок

герметичность

сжатым воздухом под избыточным давлением 0,05-0,1 МПа

Каждая партия

5

Объем

Выборочный осмотр и обмер

Заполняют дистиллированной водой

0,1% количества банок от партии, но не менее 5 банок

В пастонакладочной машине также возможно нарушение покрытия при скольжении крышки по поверхности стола при подаче к узлу разливочного устройства. В винтовых устройствах сушилок карусельных пастонакладочныхмашин, особенно при загрязнении винтов, возможны нарушения защитного покрытия крышек. Поэтому необходимо следить за чистотой винтов и состоянием их поверхности.

При раскрое жести на сдвоенных дисковых ножницах листы цепным транспортером с пальцами перемещаются по планкам приемного стола и при недостаточной отполированности последних возможно истирание защитного покрытия.

При раскрое лакированной или литографированной жести с фигурными просветами поля, не имеющие лакового покрытия и предназначенные для образования продольного паяльного шва, должны иметь определенные размеры. При нарушении допустимой косины и волнистости кромки листы, прилегая к прямолинейной направляющей ножниц, приобретают неустойчивое, иногда неправильное положение.

При изготовлении корпусов сборных банок на корпусообразующем агрегате заготовка корпуса (бланк) перемещается собачками каретки подачи по столу от одной технологической операции к последующей (обрубка углов, загиб полей и т. д.). Собачки каретки подпружинены и подают бланк до упора в регулируемые жесткие центраторы. От правильной наладки пружин прижима пальцев, состояния их поверхности и тормозных планок зависит отсутствие царапин на защитных покрытиях бланков. Аналогично собачки основного транспортера паяльной машины зажимают склепанный корпус, а при сильном прижиме возможны деформации корпуса и нарушение защитного покрытия.

При переработке жести ЭЖК необходимо строго соблюдать установленные режимы пайки. Применение внутренних направляющих для корпусов на паяльных автоматах неизбежно приводит к образованию царапин на лаковом и оловянном покрытии. Поэтому для переработки лакированной жести ЭЖК рекомендуются наружные направляющие (туннели), полностью обеспечивающие сохранность внутреннего покрытия корпусов. При контроле герметичности банок на водяных тестерах после испытания необходимо протирать и высушивать банки. Остатки влаги на банках недопустимы, так как вызывают быстрое их ржавление.

7. Безопасность труда на производстве жестяных банок

Условия труда – это совокупность факторов производственной среды, оказывающих влияние на здоровье и работоспособность человека в процессе труда. Эти факторы различны по своей природе, формам проявления, характеру действия на человека. Среди них особую группу представляют опасные и вредные производственные факторы. Их знание позволяет предупредить производственный травматизм и заболевания, создать более благоприятные условия труда, обеспечив тем самым его безопасность. В соответствии с ГОСТ 12. О.003-74 опасные и вредные производственные факторы подразделяются по своему действию на организм человека на следующие группы: физические, химические, биологические и психофизиологические [18].

Физические опасные и вредные производственные факторы подразделяются на: движущиеся машины и механизмы; подвижные части производственного оборудования и технической оснастки; передвигающиеся изделия, детали, узлы, материалы; повышенную запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны; повышенную или пониженную температуру поверхностей оборудования, материалов; повышенную или пониженную температуру воздуха рабочей зоны; повышенный уровень шума на рабочем месте;повышенный уровень вибрации; повышенный уровень ультразвука и инфразвуковых колебаний; повышенное или пониженное барометрическое давление в рабочей зоне и его резкое изменение; повышенную или пониженную влажность воздуха, ионизацию воздуха в рабочей зоне; отсутствие или недостаток естественного света; недостаточную освещенность рабочей зоны; пониженную контрастность; повышенную яркость света; острые кромки, заусенцы и шероховатость на поверхностях заготовок, инструментов и всего оборудования.

Химические опасные и вредные производственные факторы подразделяются по характеру воздействия на организм человека на токсические, раздражающие, сенсибилизирующие, канцерогенные, мутагенные, влияющие на репродуктивную функцию, а по пути проникновения в организм человека – на проникающие через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, кожные покровы и слизистые оболочки.

Биологические опасные и вредные производственные факторы включают следующие биологические объекты: патогенные микроорганизмы бактерии, вирусы, грибы, спирохеты, риккетси) и продукты их жизнедеятельности; микроорганизмы (растения и животные).

Психофизиологические опасные и вредные производственные факторы по характеру действия подразделяются на физические и нервно-психические перегрузки на человека. Физические перегрузки подразделяются на статические и динамические, а нервно-психические – на умственное перенапряжение, перенапряжение анализаторов, монотонность труда, эмоциональные перегрузки.

В жестянобаночных цехах наиболее важными являются мероприятия по устранению шума и обеспечению вентиляции паяльных участков корпусообразующих автоматов и пастонакладочных машин.

При работе прессов, являющихся машинами ударного воздействия возникает шум с частотой выше среднечастотного предела и, кроме того, вибрации. Колебания, распространяясь на материалы строительных конструкций и грунту, при отсутствии виброизоляции вызывают шум. Звуковое давление в помещении цеха достигает 105 дБ (допустимая норма 87 дБ).

Для создания нормальных условий труда на рабочем месте прессового отделения необходимо:

Установка прессов на специальных фундаментах с виброизоляцией, это исключает возможность возникновения собственных колебаний в ограждающих конструкциях благодаря изоляции фундамента пресса от грунта устройством акустического шва и установки вибрационных прокладок в основании и между платами.

Установка вертикальных звукопоглощающих стеновых панелей (частичное шумопоглощающее экранирование), располагаемых равномерно по помещению в продольном и поперечном направлениях по линиям колонн, т.е. через 6 метров, между источниками шума [19].

Звукоизоляция потолка путем установки звукопоглощающей облицовки потолка специальной конструкции общей высотой 164 мм.

Звукоизоляция потолка обеспечивает снижение уровня громкости в среднем на 6 дБ.

При работе автоматических корпусных линий основной шум создается при перемещении корпусов и банок по течкам. Несколько меньший шум образуется при работе дисковых ножниц.

Звуковое давление в жестянобаночном цехе у корпусных линий достигает 90-95 дБ, и, следовательно, для улучшения условий труда и повышения производительности необходимо снизить шум.

При расположении линии на междуэтажном железобетонном перекрытии снижение шума может быть достигнуто при использовании вибропрокладок в опорных узлах машины.

Для изменения частоты звуковых колебаний целесообразно также применение демпфирующих устройств.

Для частичного поглощения шума некоторые панели перекрытия в местах расположения машин следует звукоизолировать:

В месте крепления течки к трубе устанавливается резиновая амортизационная прокладка толщиной 3-4 мм,

Планка (в месте соединения их с прутками течки) имеют снаружи вибродемпфирующие облицовки,

Перекрытие снабжается звукопоглощающими панелями.

Целесообразно также сократить длину течек или заменить их по возможности магнитными элеваторами, применить направляющие из пластмасс и т.д.

Необходимо при проектировании машин знать их шумовые и вибрационные характеристики.

Вентиляция паяльных корпусных автоматов предназначена для удаления паров, образующихся в ванне с расплавленным припоем, и удаления растворителя с паяльной жидкостью, наносимой напродольный шов корпуса. Если на корпусном автомате дополнительно лакируется продольный шов, следует также учесть необходимость удаления растворителей лака.

Для решения вопроса выбора типа и мощности вентиляции необходимо определить количество и типы выделяемых паров, выяснить их удельный вес, если растворители (пары) тяжелее воздуха, устройство отсоса их следует располагать не над машиной, а внизу, в месте выделения паров.

Наиболее правильным является герметизация участков, где выделяются пары, и соответственно проектирование местных отсосов. Поэтому при проектировании машины следует заранее определить тип и конструкцию вентиляционного устройства.

8. Электробезопасность на производстве жестяных банок

Причины несчастных случаев от электротока разнообразны и многочисленны, но основными из них при работе с электроустановками напряжением до 1000 В можно считать, согласно ГОСТ 12.1 038 82:

- случайное прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением;

- прикосновение к нетоковедущим частям электроустановок, случайно оказавшимся под напряжением вследствие повреждения изоляции или другой неисправности;

- попадание под напряжение во время проведения ремонтных работ на отключенном электрооборудовании из-за ошибочного его включения;

- замыкание провода на землю и возникновение шагового напряжения на поверхности земли или основания, на котором находится человек.

Мероприятия по защите обеспечивают:

- недоступность токоведущих частей для случайного прикосновения;

- пониженное напряжение;

- заземление и зануление электроустановок:

- автоматическое отключение;

- индивидуальную защиту и др.

Недоступность токоведущих частей электроустановок обеспечивается размещением их на необходимой высоте, ограждением от случайного прикосновения, изоляцией токоведущих частей.

9. Экологическая безопасность производства жестяных банок

Защита атмосферного воздуха от производственных выбросов

Наиболее правильным решением защиты атмосферы от загрязнения является создание технологий на основе комплексного использования исходного сырья и материалов. Различают три вида разработки технологий.

1. Замкнутый безотходный технологический процесс, предусматривающий полное использование отходов для получения готовой продукции на данном или соседнем производстве, а сам технологический процесс герметизирован.

2. Технологический процесс, предусматривающий возврат окружающей среде отходов в природном состоянии. Например, запыленный и загазованный воздух возвращается в атмосферу после очистки до безвредного состояния (до состава атмосферного воздуха). Отходы и компоненты, извлеченные из отходов, которые не присутствуют в атмосфере, гидросфере и литосфере, направляют на утилизацию.

3. Технологический процесс, предусматривающий возвращение отходов для переработки. При этом учитывают допустимые пределы выбросов в атмосферу.

Деревообработка отличается многообразием технологических операций, при которых образуется пыль различной крупности. Дисперсный состав пыли различен. Он зависит от технологического процесса. Пыль способна в определенных условиях воспламеняться и взрываться. Взрыв может произойти при значительных отложениях древесной пыли на технологическом оборудовании, в системе вентиляции (воздуховодах), циклонах, фильтрах, бункерах, на строительных конструкциях. Пыль, взвешенная в воздухе, может взрываться только при определенных концентрациях.

Для предотвращения загрязнения атмосферного воздуха в проектах следует использовать безотходную технологию либо технологию с минимальными выделениями в атмосферу вредных и неприятно пахнущих веществ. Надо заменить использование токсичных материалов менее токсичными или нетоксичными, обеспечить максимальную герметизацию, уплотнение стыков и соединений технологического оборудования и трубопроводов. Рекомендуется более широко использовать гидро и пневмотранспорт для перемещения пылящих материалов, применять блокировку и автоблокировку технологического оборудования с санитарно-техническими устройствами, а также внедрять установки по очистке и обезвреживанию производственных выбросов.

Пылеулавливающее оборудование (ГОСТ 12.2 04380) классифицируют по способам улавливания пыли, по группам и видам оборудования. Улавливание пыли может быть сухое и мокрое. По группам оборудование делится на гравитационное, инерционное, фильтрационное, электрическое. По видам оборудование распределяется на четыре группы:

- полое и полочное;

- камерное, жалюзийное, циклонное, ротационное;

- тканевое, волокнистое, зернистое, сетчатое, губчатое;

- однозонное, двухзонное.

Для очистки газов от частиц широкое применение получили сухие пылеуловители циклоны различных типов. Циклоны одиночные, групповые и батарейные относятся к инерционным пылеуловителям центробежного типа. Пылеулавливание в циклонах основано на использовании центробежных сил, возникающих при вращении газового потока [15].

Циклоны бывают цилиндрическими (ЦН11, ЦН15, ЦН24, ЦП2) и коническими (СКЦН34, СКЦН034М и СДКЦН33) НИИОГАЗа. Цилиндрические циклоны НИИОГАЗа предназначены для улавливания сухой пыли аспирационных систем. Их рекомендуется использовать для предварительной очистки газов и устанавливать перед фильтрами или электрофильтрами.

Конические циклоны НИИОГАЗа серии СК, предназначенные для очистки газа от сажи, обладают повышенной эффективностью по сравнению с циклонами типа ЦН, что достигается за счет большего гидравлического сопротивления циклонов серии СК.

Одиночные циклоны предназначены для осаждения крупной пыли, опилок и стружек. Очищенный воздух с мелкой пылью выбрасывается вверх через выходную трубу. При неправильной эксплуатации пожаро и взрывоопасная пыль может взорваться в циклонах от разрядов статического электричества, поэтому устанавливать их в производственных помещениях запрещено.

При очистке больших объемов вентиляционных выбросов более рационально устанавливать групповые циклоны меньших размеров вместо одного циклона больших размеров. Циклоны меньшего диаметра имеют большой коэффициент очистки, поэтому их применяют для улавливания мелкой, сухой и легкой пыли из воздуха и газов. Производительность мультициклона (циклона малых размеров) ограничена, поэтому несколько циклонов объединяют в группы или батареи, которые получили название групповых и батарейных.

Для тонкой очистки газов от частиц и капельной жидкости применяют различные фильтры, которые относятся к сухому фильтрационному пылеулавливающему оборудованию. Процесс фильтрования состоит в задержании частиц примесей на пористых перегородках при движении через них дисперсных сред.

Наибольшее распространение в промышленности для сухой очистки газовых выбросов получили рукавные фильтры, которые отличаются высокой эффективностью очистки воздуха от пыли (98% и выше), но громоздки и создают большое сопротивление проходу воздуха до 1000 Па.

Обезвреживание воздуха перед выбросом в атмосферу производят в специальных устройствах с поглотителями вредностей и без них. Обезвреживание загрязненного воздуха осуществляют в абсорбирующих и адсорбирующих аппаратах и нейтрализующих установках. Например, от формальдегида газ очищают в специальной установке, представляющей собой шеститарельчатуюколпачковую колонку, в которой происходит абсорбция паров формальдегида водой (раствором уротропина). Уловленный формальдегид в поглотителе переходит в уротропин при добавлении водного раствора аммиака. Избыточное количество поглотителя непрерывно выводится из рецикла и используется для получения уротропина.

Очистка сточных вод.

Основными видами потенциальных воздействий от жестебаночного производства являются:

- выбросы загрязняющих веществ;

- изъятие водных ресурсов из подземных/поверхностных водных источников;

- образование и размещение твердых отходов.

К компонентам окружающей среды, на которые распространяются воздействия намечаемой хозяйственной деятельности, относятся:

- атмосферный воздух,

- поверхностные и подземные воды,

- почвы, растительный и животный мир в районе размещения проектируемого предприятия,

- население муниципальных образований в зоне влияния.

Наиболее значимым является загрязнение атмосферного воздуха, поскольку оно распространяется на все компоненты окружающей среды почвы, поверхностные и подземные воды и может переноситься на большие расстояния, влиять на здоровье населения.

Предприятия по производству жестяных банок в основном располагаются около рек и озер. Используя воду на производственные нужды из водоема, предприятие, как правило, сбрасывает в этот же водоем сточные воды, которые могут оказать вредное воздействие на водоем. Поэтому, сточные воды перед спуском их в водоем должны быть очищены от загрязняющих веществ в соответствии с правилами охраны поверхностных вод от загрязнений сточными водами.

Для каждого предприятия устанавливаются допустимые концентрации отдельных веществ в стоках при спуске в водоем. Предельный уровень содержания определяется путем расчета. В производстве древесноволокнистых плит расчеты необходимой степени очистки стоков проводятся по взвешенным веществам, показателю биологической потребности в кислороде, растворенному кислороду, минеральным веществам, нефтепродуктам, токсичным продуктам, температуре и органолептическим показателям.

В зависимости от условий работы очистных сооружений нормируется содержание всех компонентов стоков.

Кроме нормирования состава сточных вод устанавливаются ограничения и по объему поступающих стоков. Производства древесноволокнистых плит имеют большие объемы стоков и высокое содержание загрязняющих веществ. Поэтому, чтобы выдержать нормативы, на предприятиях создаются внутризаводские очистные сооружения, включающие, как правило, оборудование по механической и физико-химической очистке. Наиболее приемлемым в настоящее время является метод фильтрации и напорной флотации с применением коагулянтов.

Условия сброса загрязненных стоков определяют конкретно для каждого предприятия и согласовывают с местными службами контроля за охраной окружающей среды.

Существуют следующие методы очистки сточных вод: механический, физикохимический, химический, биохимический и термический.

Механический метод относится к предварительной очистке сточных вод, и применяют его для отделения из производственных сточных вод твердых нерастворимых примесей. В сооружения для механической очистки входят последовательно установленные решетки и сита, песколовки, ловушки, отстойники, фильтры, а также сооружения по обработке осадка метантенки или отстойники с иловыми площадками.

Решетки служат для задержания фракций крупных предметов (камней, кусков дерева, частей оборудования и т.п.). Сита служат для задержания более мелких фракций. Песколовки предназначены для задержания минеральных примесей (в том числе песка), содержащихся в сточной воде. Отстойники представляют собой резервуары, предназначенные для осаждения нерастворенных и частично коллоидных загрязнений преимущественно органического происхождения.

Ловушки. Загрязнения сточной воды с плотностью, меньшей, чем вода, необходимо удалять из стоков, побуждая их всплывать на поверхность воды. К ним относятся нефтепродукты, масла, лаки, краски, смолы и другие вещества, применяемые в деревообрабатывающем производстве. Их удаляют из стоков в ловушках, нефтеуловителях, маслоуловителях, смолоотстойниках.

Гидроциклоны предназначены для очистки сточных вод от твердых взвешенных частиц. Так как центробежные силы во много раз превосходят силы тяжести, значительно увеличивается и скорость осаждения взвешенных частиц. Поэтому объем и площадь, занимаемые гидроциклоном, в десять раз меньше объема или площади отстойника той же производительности.

Фильтры применяют для очистки сточных вод от мелкодисперсных примесей, которые не улавливаются другими видами механической очистки. Фильтры можно применять либо как самостоятельные очистные устройства, либо как вторую ступень очистки после отстойников, ловушек, гидроциклонов. Процесс фильтрации заключается в том, что сточная вода проходит через пористую среду, находящуюся в специальных установках-фильтрах, при этом взвешенные осадки задерживаются на поверхности и в толще фильтрующего вещества. В качестве такого вещества чаще всего применяют кварцевый песок. Чем мельче песок, тем более высока степень очистки, но тем скорее засоряется фильтрующий материал и возникает необходимость в его регенерации [13].

Сбор и утилизация отходов.

Для защиты почв, лесных угодий, поверхностных и грунтовых вод от неорганизованного выброса твердых и жидких токсичных отходов в настоящее время широко используют сбор промышленных и бытовых отходов на свалках и полигонах. На полигонах производят также переработку промышленных отходов.

Полигоны создают в соответствии с требованиями СНиП 22.01ю2885 и используют для обезвреживания и захоронения токсичных отходов промышленных предприятий и учреждений.

Приему на полигоны подлежат: мышьякосодержащие неорганические твердые отходы и шламы, отходы, содержащие свинец, цинк, олово, кадмий, никель, сурьму, висмут, кобальт и их соединения, отходы гальванического производства, использованные органические растворители, органические горючие (обтирочные материалы, ветошь, твердые смолы, обрезки пластмасс, оргстекла, остатки лакокрасочных материалов, загрязненные опилки, деревянная тара, промасленная бумага и упаковка, жидкие нефтепродукты, не подлежащие регенерации, масла, загрязненные бензин, керосин, нефть, мазут, растворители, эмали, краски, лаки смолы), неисправные ртутные дуговые и люминесцентные лампы, формовочная смесь, песок, загрязненный нефтепродуктами, испорченные баллоны с остатками веществ и др.

Жидкие токсичные отходы перед вывозом на полигон должны быть обезвожены на предприятиях.

Приему на полигон не подлежат отходы, для которых разработаны эффективные методы извлечения металлов и других веществ, нефтепродукты, подлежащие регенерации, радиоактивные отходы.

Переработка отходов на полигонах предусматривает использование физико-химических методов, сжигание с утилизацией теплоты, демеркуризацию ламп с утилизацией ртути и других ценных металлов, прокаливание песка и формовочной смеси, подрыв баллонов в специальной камере, затаривание отходов в герметичные контейнеры и их захоронение.

В тех случаях, когда утилизация оказывается невозможной или экономически нерентабельной, отходы ликвидируют. Выбор метода ликвидации определяют с учетом состава отходов, размещения и планировки промышленного предприятия. Сжигание один из наиболее распространенных методов ликвидации.

Радикальное решение проблем защиты от промышленных отходов возможно при широком применении безотходных и малоотходных технологий и производств.

Литература

1.

2.

3. Молдавский Г.Х., А.Е. Розенбелов "Автоматические линии для производства жестяной тары" М., "Машиностроение"

4. ГОСТ 5981 – 88 "Банки металлические для консервов. Технические условия"

5. Оборудование консервных заводов. Ситников Е.Д., Качанов В.А. – М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1981. – 248 с.

6. Технологическое оборудование консервных заводов. М.С. Аминов, М.Я. Дикис, А.Н. Мальский, А.К. Гладушняк. – М.: Агропромиздат, 1986. – 319с.

7. Проектирование заводов по переработке плодов и овощей. Ситников Е.Д. – М.: Агропромиздат, 1990. – 223 с.

8. Безотходная технология консервного производства. В.Н. Голубев, И.Н. Жиганов, Е.И. Лебедев, Т.Н. Назаренко. – М.: МГЗИПП, 1998. – 215 с.

9. Дикис М.Я. и др. Оборудование консервных заводов. М., 2009

10. Дикис М. Я Машины и автоматы для герметизации консервной тары. М., 1955

11. Организация, планирование и управление производством на предприятиях пищевой промышленности. Р.В. Кружкова, В.А. Даеничева, С.С. Елагина. – М.: Агропромиздат, 2005. – 495 с.

12. Основы промышленного строительства и санитарной техники. Ч.I. Основы промышленного строительства. Буренин В.А. – М.: Высш. шк., 1994. – 216с.

13. Основы промышленного строительства и санитарной техники. Ч. II. Основы санитарной техники. Ливчак И.Ф., Иванова Н.В. – М.: Высш. шк., 1994. – 184 с.

14. Охрана труда в пищевой промышленности. Сегеда Д.Г., Дашевский В.И. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1993. – 344 с.

15. Проектирование консервных заводов. А.Ф. Фан-Юнг. – М.: Пищевая промышленность, 2006. – 307 с.

16. Справочник технолога плодоовощного консервного производства.

17. В.И. Рогачев. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 2003. – 408 с.

18. Технохимический контроль консервного производства. А.Т. Марх, Т.Ф. Зыкина, В.Н. Голубев. – М.: Агропромиздат, 1999. – 304 с.

19. Химико-технологический контроль консервного производства. А.Т. Марх, Р.В. Кржевова. – М.: Пищепромиздат, 1962. – 435 с.

20. Эйдильштейн И.Л. Основы автоматики и автоматизации производственных процессов в рыбообрабатывающей промышленности. М., 2009