نركز في هذا العمل على بعض الجوانب التي تنطوي على استخدام الورنيش كحماية داخلية للحاويات المعدنية ، مثل:

– نوع أساسي من الورنيش يتم استخدامه حسب خصائص المنتج المراد تعبئته.

– سلوك التآكل في العبوات الملمعة.

– انتقال المكونات من الورنيش إلى المنتج.

– أداء الورنيش في البيئة.

في مقال آخر أكثر تحديدًا سنقوم بتطوير المادة الفعلية للورنيش على هذا النحو.

1º. – الاستخدامات

يمكن أن يكون لمحتوى الحاويات المعدنية خصائص مختلفة واعتمادًا عليها يجب اختيار ورنيش الحماية الداخلية. دعونا نرى بعض الحالات:

أ- المنتجات العدوانية (الحمضية وشبه الحمضية وغير الكبريتية)

في بعض الأحيان يكون وجود القصدير أمرًا مرغوبًا بالنسبة لهذه المنتجات لأنه يزيل الأكسجين بسرعة ، والذي من المحتمل أن يؤدي وجوده المطول إلى أكسدة المنتج. لذلك ليس من الضروري بالضرورة أن يتم تعليبها في حاويات بالورنيش. يلعب القصدير دورًا مختزلًا وتوضيحًا للفواكه والعصائر البيضاء أو الصافية (الحمضيات والكمثرى والخوخ والأناناس) ويساعد على تحسين مظهرها.

ومع ذلك ، فإن الاتجاه الواضح في السوق هو استخدام ورنيش الحماية الداخلية وداخلها تلك ذات اللون الأبيض – المصطبغة بأكسيد التيتانيوم – والتي تعطي إحساسًا بمستوى صحي أعلى من خلال التخلص من المظهر “الرخامي” أو المخطط الذي يتشكل على السطح من القصدير بفصل القصدير. ومع ذلك ، يستخدم الذهب أيضًا في إصداراته المختلفة.

في بعض الأحيان ، يمكن أن تحدث حالات تآكل خطيرة في منتجات الخضروات الغنية بالنيتروجين (الفول والجزر والبطيخ والطماطم) عندما لا تكون العبوة محمية. بالنظر إلى أن الفصل الكامل يحدث أحيانًا بعد بضعة أشهر ، فإن التلميع الداخلي يوفر الإجابة الآمنة الوحيدة. يستخدم هذا الحل الآن على نطاق واسع تقريبًا.

بالنسبة للحاويات المكونة من قطعتين ، يتم تطبيق أنظمة مختلفة اعتمادًا على درجة تآكل المنتج. كمثال ، يمكنك الاختيار من بين الحلول الأخرى:

– الايبوكسي الفينول ، في بعض الحالات مصطبغة بالألمنيوم (للعدوانية المعتدلة)

– بوليستر معدل بأكسيد التيتانيوم (للعدوانية المعتدلة)

– عضوي ، مصطبغ بأكسيد التيتانيوم (أو الألومنيوم)

– الايبوكسي الفينول كطلاء قاعدي (مصطبغ أم لا) بطبقة علوية من عضوي غير مصطبغ.

بالنسبة للحاويات المكونة من ثلاث قطع ، فإن الأنظمة السابقة صالحة ، على الرغم من إمكانية استخدام أنظمة أخرى أكثر اقتصادية ، مثل:

– الايبوكسي الفينول (للعدوانية المعتدلة)

– الايبوكسي المصطبغ المعدل (بأكسيد الألمنيوم أو التيتانيوم)

– الايبوكسي الفينول بطبقة مزدوجة يمكن تصبغ الطبقة الثانية

عندما يتعلق الأمر بالعصائر المعلبة ذات أصباغ الأنثوسيانين – الأزرق والأرجواني والأحمر – (الكرز والفراولة والتوت) ، غالبًا ما يكون من الضروري اللجوء إلى طبقة مزدوجة من الورنيش لتصحيح عيوب الطبقة الأساسية. الورنيشات المستخدمة هي من النوع الإيبوكسي الفينولي أو الزيت الراتنجي ، والأخير بنسبة أقل بكثير. بشكل عام ، يتم استخدام الطبقة المزدوجة عندما يكون هناك خطر واضح لحدوث ثقوب بسبب التآكل.

ب- منتجات الكبريت

أثناء عملية التعقيم ، يمكن أن يطلق الطعام مركبات كبريتية ، مع ما يترتب على ذلك من خطر تلطيخ كبريتيد الحديدوز أو القصدير. يزداد هذا الخطر مع درجة حرارة العملية والوقت الذي يتم خلاله الحفاظ على درجة الحرارة. للحد من هذه الظاهرة وخاصة تدهور بروتينات المنتج بفعل الحرارة ، يتم استخدام تقنيات التسخين والتبريد السريعة.

يمكن أن يكون للصفيح المقصد معالجات سطحية مختلفة – التخميل -. الأكثر شيوعًا ، يسمى التخميل 311 نظرًا لتكوينه (وجود الكروم المعدني) ، يمنع تلطيخ كبريتيد القصدير. ومع ذلك ، فإن الدور الأكثر أهمية في حماية القاعدة المعدنية من مخاطر بقع الكبريت هو الورنيش. يتعلق الأمر بإنشاء حاجز فيزيائي وكيميائي يحمي المنتج.

يتم توفير الحاجز المادي بواسطة الورنيش المتشابك للغاية. لهذا ، في المنتجات التي ليست عدوانية للغاية أو ليست عدوانية على الإطلاق ، عادة ما يتم استخدام الورنيش من النوع الإبوكسي الفينولي. عندما يتعلق الأمر بالمنتجات العدوانية ، يمكن حلها بدءًا بورنيش من النوع السابق ولكن بطبقة سميكة من الفيلم أو اللجوء إلى طبقة مزدوجة من الورنيش. غالبًا ما يتم تعزيز الحاجز المادي بتأثير إخفاء ، يتحقق من خلال دمج أصباغ في الورنيش (الألومنيوم أو أكسيد التيتانيوم الذي يعطيها اللون الأبيض) ، لذلك إذا ظهرت بقع الكبريت ، فإنها غير مرئية. ما سبق صالح لأجسام وأغطية الحاويات المكونة من ثلاث قطع. في حالة الحاويات المسحوبة بعمق ، لتحقيق الحماية الكافية ، من الملائم استخدام الورنيش من نوع البوليستر – وهو أكثر مرونة – للمنتجات شديدة العدوانية وطبقة مزدوجة (إيبوكسي-فينولي + عضوي) للأوعية العدوانية.

يتم تحقيق الحاجز الكيميائي عن طريق صبغة تميل إلى حبس أيونات الكبريت. لهذا الغرض ، يتم استخدام أكسيد الزنك المضاف إلى الورنيش القائم على راتنجات الايبوكسي الفينولية.

كخلاصة ، نقوم بتضمين جدول بتصنيف المنتجات الغذائية الأكثر شيوعًا المحفوظة في عبوات معدنية محمية بالورنيش الصحي. يتم تصنيفهم فيه وفقًا لدرجة عدوانيتهم – في ثلاثة مستويات – وقوتهم الكبريتية. عند وضع الطعام في إطار مجموعة معينة ، من الممكن تحديد نظام الورنيش المناسب لحمايته الصحيحة.

عدوانية الأغذية
مجموعة	عدوانية جدا		عدوانية متوسطة		عدواني قليلاً
	الرقم الهيدروجيني< 4.5		الرقم الهيدروجيني 5.5 – 4.5		الرقم الهيدروجيني 7> 5.5
	خالي من الكبريتات	الكبريت	خالي من الكبريتات	الكبريت	خالي من الكبريتات	الكبريت
	الزيتون الأخضر		زيتون أسود		الكستناء الجافة
	المشمش		الكستناء (في شراب)		تمر جاف
	الكستناء (كريم)		سفرجل جيلي		الفواكه المجففة
	الكرز		مربيات
	برقوق
	كوكتيل فواكه
	فراولة
الفاكهة	تين
	تفاح
	خوخ
	الشمام
	البرتقال
	إجاص
	أناناس
	عنب
	عصير فواكه
	الأرضي شوكي الحمضية.		خرشوف طبيعي	البازلاء الخضراء	خرشوف بالزيت
	الكرفس المحمض		كرفس طبيعي	الفول
	الباذنجان الحمضي.		كوسة	حبوب ذرة
	فطر حمضي.		فطر	الكراث
خضروات	مخللات		نبات الهليون
	الفلفل الحمضي.		سبانخ
	جذر الشمندر الحمضي.		فاصوليا خضراء
	طماطم		فلفل طبيعي
			الشمندر
			البطاطا في محلول ملحي
			طماطم مقلية
		تونة متبلة		تونة طبيعية	الحبار بالحبر	الأنشوجة في الزيت
سمك		السردين في ماء مالح		بلح البحر الطبيعي		سردين بالزيت
		بلح البحر المخلل		قشريات طبيعية		تونة بالزيت
				الرخويات الطبيعية		الماكريل بالزيت
				السردين في الطماطم
			نقانق في محلول ملحي		الكفتة	النسيج
			لحم بتلو بالصلصة		طيور	جامون
اللحوم					كوريزو	الخاصرة الكمأة
					باتيس	غداء
					لحم العجل	مرتديلا
			حبوب طبيعية		فابادا
خضروات			حمص في محلول ملحي		حمص
			العدس في محلول ملحي		عدس
	مايونيز		باستا بالصلصة		زيوت
مختلف	كاتشب		يخنة الخضار		الأعلاف الحيوانية
			شوربات الخضار		قهوة
					بسكويت
					حليب مجفف أو مكثف

2º. – تآكل في حاويات التخمير

1. أ) تآكل تحت الفيلم

يمكن إنشاء تأثير التآكل الإلكتروليتي في خلية حديد القصدير المحمية بالورنيش. في هذه الحالة ، يعمل القصدير كأنود ذواب ويستفيد الحديد من الحماية الكاثودية. ينشأ هذا من خلال مسام في الورنيش حيث يتم إدخال السائل الحاكم للمنتج ، والذي يعمل كإلكتروليت ، ونتيجة لذلك ، يمكن أن تتطور مناطق التآكل السوداء تحت طبقة الورنيش ، بما في ذلك الانفصال الموضعي لنفسه. على الرغم من أنها تؤثر على المظهر الداخلي للحاوية ، إلا أنها لا تهدد عمرها الإنتاجي نظرًا لعدم وجود خطر حدوث ثقب. لا يزال التلوث المعدني للمنتج محدودًا.

1. ب) الحفر في بعض الأحيان يتم عكس عمل خلية الحديد والقصدير تحت طبقة الورنيش ؛ ثم يتآكل الحديد. يزداد تلوث المنتجات المعبأة بالحديد ، مما يؤدي غالبًا إلى حدوث انثقاب ، كما أن للحديد تأثير سلبي على لون بعض الأطعمة. تنتج مركبات البوليفينول (العفص) مع أيون الحديد معقدات من اللون الأسود. في خلية الكروم والحديد ، يمكن دائمًا اعتبار الحديد أنوديك بالنسبة للكروم. يذوب الحديد عند تعرضه للتآكل (تؤدي هذه “الحفر” أحيانًا إلى حدوث ثقوب). يجب أن تحمل المواد المطلية بالكروم دائمًا حماية عضوية معززة مقارنةً بالصفيح المقصدري. 3º. – مشكلات الهجرة والتوافق المتعلقة باستخدام الطلاءات العضوية

   يجب ألا تشكل الورنيش الداخلي لتغليف المواد الغذائية أي خطر من السمية. من الواضح أن الاتصال المباشر بالأغذية المعلبة يستلزم تطبيق معايير معينة فيما يتعلق باختيار المواد المستخدمة في صياغتها وضمان جودة تطبيقها.

   لقد رأينا أن الورنيش المستخدم يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالمواد البلاستيكية ؛ وبالتالي ، ترتبط قضايا الترحيل والتوافق معهم.

   مهما كانت طبيعة الطلاء العضوي ، يجب احترام ثلاثة معايير أساسية:

   1º. – يجب أن تظهر جميع مكوناته في قائمة إيجابية.

   2º. – يجب ألا يخرج فيلم الورنيش العضوي بمجرد تطبيقه ومعالجته وفقًا لمواصفات المورد ، أي مكون بكمية تزيد عن الكمية المنصوص عليها في اللوائح المعمول بها.

   3º. – يجب أن يؤدي الطلاء دوره بشكل فعال كحاجز بين القاعدة المعدنية والغذاء. قبل كل شيء ، لا ينبغي أن تلحق الضرر بالصفات الحسية للأخير.

بشكل عام ، كل دولة لديها لوائحها الخاصة ولكن تلك التي تحدد المعايير في جميع أنحاء العالم هي بشكل أساسي تلك الصادرة عن إدارة الغذاء والدواء الأمريكية وكذلك تلك الصادرة عن السوق الأوروبية المشتركة. بلدان أخرى مثل سويسرا أو الدول الاسكندنافية لديها أيضًا أنظمة صارمة وموثوقة للغاية.

فيما يتعلق بمشكلة الهجرة ، يجب مراعاة جانبين:

الجوانب الكمية

يتم تحديد القيم القصوى من خلال اللوائح المحددة لكل بلد والتي تحدد الحد الأقصى لمقدار الهجرة المسموح بها إلى الطعام. يتم تقييم هذه الكمية بشكل عام بالملليجرامات من المواد المهاجرة لكل كيلوغرام من الطعام (ملليجرام / كجم) أو أيضًا بالملليغرام من المواد المهاجرة لكل ديسيمتر مربع من سطح التلامس بين الورنيش والطعام.

بشكل عام ، تضمن معامل الاختبار التحليلي أنه في حالة تطبيق الطلاء وفقًا للشروط الموصى بها من قبل الموردين ، فإن النتائج أقل من الحدود الرسمية.

الجوانب النوعية

يتم تعيين حدود الترحيل المحددة هنا أيضًا. يتم توجيه الانتباه بشكل خاص إلى بعض المونومرات التي تعتبر شديدة السمية. هناك قوائم منتجات مع إشارة محددة إلى الحد الأقصى لمقدار الترحيل المسموح به. عادة ما يتم تحديد هذه الكميات في جزء في البليون (أجزاء في المليار) أو بالميغروس / Tm (ملليغرام للهجرة لكل طن من المنتج) ويمكن القول أنه فيما يتعلق بالورنيش المستخدم في تغليف المواد الغذائية ، هناك أمان إضافي للأسباب التالية:

– المونومرات هي بطبيعة الحال الأكثر تفاعلًا ؛ لذلك تختفي أو تندمج بسهولة في البنية الجزيئية التي تصبح خاملة كيميائيًا.

– أثناء معالجة الورنيش (الذي عادة لا يقل عن 200 درجة مئوية لمدة 12 دقيقة) ومعرفة درجة حرارة غليان المونومرات ، لا يمكن تصوّر أنه حتى الآثار القيّمة باقية.

– يمكن تطبيق نفس المنطق على مذيبات الورنيش ، وبعضها سام أيضًا. ستختفي هذه أيضًا بسرعة عند درجة حرارة المعالجة لمختلف الطلاءات العضوية ، قبل وقت طويل من وصولها إلى خصائص التشابك والوظيفية التي صممت من أجلها.

في نهاية القرن الماضي كانت هناك حالة هجرة كبيرة على المستوى الأوروبي: “الشارة”. كان Bisphenol A Diglycidyl Ether (BADGE). لقد كان منتج تفاعل يستخدم في تصنيع راتنجات الايبوكسي على الرغم من استخدامه أيضًا كمكون أساسي يضاف إلى العديد من المواد الأخرى (في شكل سائل إيبوكسي يحتوي على شارة خالية من 80-90٪) مثل العضويات والبوليستر ، إلخ. … ، مع وظائف الملدنات ، محفز الالتصاق أو التخلص من حمض الهيدروكلوريك. في الحالة الأولى ، أصبحت الشارة جزءًا من البوليمر الذي تم تكوينه في تفاعلات البلمرة ، وبالتالي كانت الكميات المتبقية قليلة فقط متاحة للانتقال إلى الطعام ؛ في الحالة الثانية ، من خلال العمل كإضافة ، لم تدخل الشارة في التفاعل ، وهذه هي الحالة الأكثر سلبية فيما يتعلق بالهجرة ، وهذا هو سبب تأثر السيطرة عليها.

أدى التشريع المتطلب للغاية المطبق في بعض البلدان الأوروبية مثل سويسرا والنمسا والدنمارك بشأن الحد الأقصى لكمية هذا المنتج إلى الغذاء إلى خلق مشكلة صياغة صعبة في الورنيش المستخدم على نطاق واسع في أنواع معينة من المحميات. كان هناك رفض لشحنات الحاويات من مختلف البلدان الموجهة للاستهلاك في الدول المشار إليها وكان من الضروري بذل جهد مشترك من قبل مصنعي الورنيش – تغيير التركيبات – والحاويات – تنفيذ الموافقات المعقدة – للاستجابة لاحتياجات السوق الجديدة هذه.

4º. – الورنيش والبيئة

الورنيش المستخدم في الحاويات المعدنية لحمايتها يحتوي على كمية صغيرة من المذيبات وقت التطبيق. أثناء المعالجة في الفرن ، يتم إطلاقها وإطلاقها في الغلاف الجوي في حالة عدم توفر محرقة. أصبح استخدامه واسع الانتشار بسبب القوانين البيئية القوية السارية. لكن تكلفة هذا التثبيت عالية جدًا ، لذا فقد بحثت الصناعة عن بدائل أخرى لحل هذه المشكلة.

هذه هي طريقة استخدامها:

– الورنيشات ذات المحتوى العالي من المواد الصلبة (فوق 50٪)

– الورنيش بمواد مخففة تفاعلية ، وبالتالي يتم دمجها في المستخلص الجاف.

– الورنيش المائي

– ورنيش بودرة.

الأخيران يستحقان تعليقًا خاصًا. توفر الورنيشات ذات الصيغ القائمة على الماء دائمًا كمية صغيرة من المذيبات (بين 15 إلى 20٪) فيما يتعلق بالجزء المتطاير الكلي ، ولكن أقل بكثير من الورنيش التقليدي. لقد وجدوا تطبيقًا رائعًا في مجال تغليف المشروبات. يتم تغطية ورنيش المسحوق بشكل مكثف في أعمال أخرى على هذا الموقع. أكثر تطبيقاته انتشارًا هو الحماية الداخلية للدرز الجانبي للحاويات المكونة من ثلاث قطع.

هناك تقنيات أخرى متاحة بالورنيش كانت لها نتائج غير متكافئة لأسباب مختلفة: تقنية غير مطورة بالكامل ، تكلفة عالية ، نتائج متغيرة … من بينها ، يمكن ذكر الحماية العضوية من خلال الرحلان الكهربائي والترسيب الكهربائي. هذه التقنية قديمة في صناعة السيارات لكنها ضعيفة التطور في قطاع المعادن. يتم استخدام الورنيش بتركيبة مائية. تكون قوة التغطية موضعية للغاية لأن الترسب يحدث فقط في مناطق غير محمية من المعدن. على الرغم من أن مبدأ التشغيل بسيط للغاية ، إلا أن التثبيت معقد للغاية حيث يجب أن يحتوي على منطقة شطف ، ورنيش ترشيح ، وخزانات سائلة ، إلخ.

في الوقت الحاضر ، تنجذب التشريعات المختلفة المتعلقة بإعادة التدوير والبيئة والهجرة بشكل حاسم إلى قطاع التغليف – وكذلك قطاع الورنيش لحمايته. هذا يعني أنه ليس من الضروري فقط مراعاة ملاءمة محتوى الحاوية ، ولكن أيضًا مدى تأثيره في هذه الحقول.

العودة إلى عالم علب المواد الخام