В этой работе мы сосредоточимся на некоторых аспектах, которые подразумеваются при использовании лаков в качестве внутренней защиты металлических контейнеров, например:

— Основной тип используемого лака в зависимости от характеристик упаковываемого продукта.

— Поведение коррозионного воздействия на лакированные контейнеры.

— Миграция компонентов лака в продукт.

— Производительность лаков в окружающей среде.

В другой, более конкретной, статье мы разработаем актуальный вопрос о лаках как таковых.

1º.- ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

Содержимое металлических контейнеров может иметь различные характеристики, и внутренний защитный лак должен быть подобран в соответствии с этими характеристиками. Давайте посмотрим на некоторые дела:

A.- Агрессивные продукты (кислоты и полукислоты, не серосодержащие)

Наличие олова иногда желательно для этих продуктов, так как оно быстро удаляет кислород, длительное существование которого может привести к окислению продукта. Поэтому их не обязательно консервировать в лакированных контейнерах. Жестянка играет уменьшающую и осветляющую роль с белыми или прозрачными фруктами и соками (цитрусовые, груши, персики, ананас) и помогает улучшить их внешний вид.

Тем не менее, явная тенденция на рынке заключается в использовании лаков для внутренней защиты, в том числе белых лаков — пигментированных оксидом титана — которые дают более санитарные ощущения, устраняя «мраморный» или жирный внешний вид, который образуется на поверхности жести при отслаивании жести. Однако золото также используется в различных версиях.

Серьезные случаи коррозии иногда могут возникать в богатых азотом растительных продуктах (фасоль, морковь, дыни, помидоры), когда упаковка не защищена. Учитывая, что иногда полное удаление лужения происходит всего через несколько месяцев, единственный безопасный ответ — это внутреннее лакирование. Это решение в настоящее время почти широко используется.

Для двухкомпонентных контейнеров используются различные системы в зависимости от степени коррозионной стойкости продукта. В качестве примера можно выбрать другие решения:

— эпоксидно-фенольный, в некоторых случаях пигментированный алюминием (для умеренной агрессивности)

— модифицированный полиэстер оксида титана (для умеренной агрессивности)

— органосол, пигментированный окисью титана (или алюминием)

— эпоксидно-фенольный в качестве базового слоя (пигментированный или непигментированный) с верхним слоем непигментированного органозоля.

Для трехкомпонентных контейнеров вышеперечисленные системы действительны, хотя можно прибегнуть и к другим более экономичным системам, например:

— эпоксидно-фенольный (для умеренной агрессивности)

— пигментированная модифицированная эпоксидная смола (с окисью алюминия или титана)

— эпоксидно-фенольный в двойном слое, второй слой может быть пигментирован.

Когда речь идет о соковых консервах с антоцианиновыми пигментами — синим, фиолетовым и красным (вишня, клубника, малина), часто необходимо использовать двойной слой лака для исправления недостатков базового слоя. Используются лаки эпоксидно-фенольного или масляно-смоляного типа, последний в гораздо меньшей пропорции. Как правило, двойной слой используется в тех случаях, когда существует явный риск коррозионной перфорации.

B.- Продукты сероочистки

В процессе стерилизации продукты питания могут выделять сернистые соединения, что влечет за собой риск окрашивания сульфидом железа или олова. Этот риск увеличивается с температурой процесса и длительностью поддержания температуры. Для уменьшения этого явления и, особенно, деградации белков продукта под действием тепла используются технологии быстрого нагрева и охлаждения.

Жесть может иметь различную обработку поверхности — пассивацию -. Самая обычная, называемая пассивация 311, благодаря своему составу (наличие металлического хрома) позволяет избежать пятен сульфида олова. Однако наиболее важную роль в защите металлического основания от опасности сульфидного окрашивания играет лак. Целью является создание физического и химического барьера для защиты продукта.

Физический барьер обеспечивается плотно сшитыми покрытиями. Для этой цели обычно используются эпоксидно-фенольные лаки для продуктов, которые не очень агрессивны или не агрессивны вообще. При работе с агрессивными продуктами это можно решить, начиная с лака предыдущего типа, но с более толстым слоем пленки или с помощью двойного слоя лака. Часто физический барьер усиливается маскировочным эффектом, достигаемым за счет включения в лак пигментов (оксида алюминия или титана, который придает ему белый цвет), так что при появлении пятен серы они не видны. Вышеуказанное действительно для трехкомпонентных корпусов контейнеров и крышек. В случае глубокой вытяжки контейнеров для достижения адекватной защиты рекомендуется использовать более эластичные полиэфирные лаки для менее агрессивных продуктов и двухслойные (эпоксидно-фенольный + органосол) для агрессивных.

Химический барьер достигается с помощью пигмента, который улавливает ионы серы. Для этого в покрытия на основе эпоксидно-фенольных смол добавляется окись цинка.

В качестве обобщения мы включаем таблицу с классификацией наиболее распространенных пищевых продуктов, которые сохраняются в металлических контейнерах, защищенных санитарными лаками. Они классифицируются по степени их агрессивности — в три уровня — и по их сероустойчивости. После того, как пища помещена в определенную группу, можно определить подходящую систему лаков для правильной защиты пищи.

ПИЩЕВАЯ АГРЕССИВНОСТЬ
GROUP	ОЧЕНЬ АГРЕССИВНЫЙ		УМЕРЕННО АГРЕССИВНЫЙ		НЕМНОГО АГРЕССИВНЫЙ
	pH<4.5		рН 5,5 — 4,5		pH 7 > 5.5
	КУЛЬФУРЕНТЫ	СУЛЬФУРАНТЫ	КУЛЬФУРЕНТЫ	СУЛЬФУРАНТЫ	КУЛЬФУРЕНТЫ	СУЛЬФУРАНТЫ
	Зелёные оливки		маслины		Сушёные каштаны
	Абрикосы		Каштаны (в сиропе)		Сухие даты
	Каштаны (сливки)		мясо айвы		обезвоженные фрукты
	Вишни		Джемы
	Сливы
	Фруктовый коктейль
	Клубника
FRUIT	Рис.
	Apples
	Персик
	Дыня
	Апельсины
	Груши
	Ананас
	Виноград
	Фруктовые соки
	Артишоки кислые.		натуральные артишоки	Горох	Артишоки в масле
	Подкисленный сельдерей		сельдерей в его природном состоянии	Фасоль
	Баклажаны кислые.		Цуккини	Кукуруза
	Грибная кислота.		Гриб	Лики
VEGETABLES	Огурцы		Спаржа
	Подкисляющий перец		Шпинат
	Свекольная кислота.		Зелёная фасоль
	Томат		Натуральный перец
			Свекла
			Картофель в рассоле
			жареный томат
		Маринованный тунец		натуральный тунец	Кальмар в чернилах	Анчоусы в масле
РИСХ		Сардины в маринованном соусе		мидии в их естественном состоянии		Сардины в масле
		мидии в маринованном соусе		природные ракообразные		тунец в масле
				моллюски в их естественном состоянии		Скумбрия в нефти
				Сардины в помидорах
			Колбаски в рассоле		Фрикадельки	Tripe
			Телятина в соусе		Птицы	Хэм
CARNICOS					Чоризо	тёмная корейка
					Паштеты	Обед
					Телятина	Мортадела
			натуральные бобы		Фабада
LEGUME			Ветряной горох в рассоле		Ветряной горох
			Чечевица в рассоле		Чечевица
	Майонез		макароны с соусом		Масла
VARIOUS	Кетчуп		Рагу из овощей		Животный корм
			Овощные супы		Кофе
					Cookies
					Порошковое или сгущённое молоко

2º.- КОРРОЗИЯ В ЛАКИРОВАННЫХ КОНТЕЙНЕРАХ

1. а) Коррозия под плёнкой

Электролитический коррозионный эффект может возникнуть на железобетонной батарее, защищенной лаком. В этом случае олово действует как жертвенный анод, а железо пользуется катодной защитой. Это вызвано наличием в лаке поры, через которую в продукт вводится управляющая жидкость, функционирующая как электролит, в результате чего под пленкой лака могут образовываться черные участки коррозии, в том числе локализованные отрывки лака. Несмотря на то, что это влияет на внутренний вид контейнера, это не угрожает сроку хранения контейнера, так как нет риска его перфорации. Металлическое загрязнение продукта остается ограниченным.

1. б) БурениеИногда свая олова-железа переворачивается под лакокрасочную пленку; затем железо подвергается коррозии. Увеличивает загрязнение продукта железом в упаковке, что часто приводит к перфорации. Железо оказывает неблагоприятное воздействие на цвет некоторых продуктов питания. Полифенольные соединения (танины) вместе с ионом железа образуют черные комплексы. В ячейке хрома-железа железо всегда можно считать анодным по отношению к хрому. Железо растворяется под воздействием коррозии (эти «шашки» иногда приводят к перфорации). Материалы с хромовым покрытием всегда должны иметь усиленную органическую защиту по сравнению с жестью. 3º.- ПРОБЛЕМЫ МИГРАЦИИ И СОВМЕСТИМОСТИ, СВЯЗАННЫЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОРГАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ

   Внутренние лаки для упаковки пищевых продуктов не должны представлять никакого риска токсичности. Нахождение в непосредственном контакте с консервами, очевидно, влечет за собой применение определенных правил, касающихся выбора материалов, используемых в их рецептуре, и обеспечения качества их применения.

   Мы видели, что химически используемые покрытия тесно связаны с пластмассами, следовательно, с ними связаны проблемы миграции и совместимости.

   Независимо от характера органического покрытия, должны соблюдаться три основных критерия:

   1º.- Все его компоненты должны отображаться в положительном списке.

   2º.- Пленка органического лака, после нанесения и отверждения в соответствии с техническими условиями поставщика, не должна выделять какие-либо компоненты в количествах, превышающих те, которые предусмотрены действующими нормативами.

   3º.- Покрытие должно эффективно выполнять свою роль барьера между металлическим основанием и пищевыми продуктами. Прежде всего, это не должно повредить органолептическим свойствам последних.

Как правило, каждая страна имеет свои собственные правила, но те, которые устанавливают этот стандарт во всем мире, в основном те, которые издаются американским FDA, а также те, которые издаются Европейским общим рынком. В других странах, таких как Швейцария или скандинавские страны, также действуют очень строгие и надежные правила.

Что касается проблемы миграции, то здесь необходимо учитывать два аспекта:

Количественные аспекты

Максимальные значения определяются конкретными правилами каждой страны, которые устанавливают максимальный объем миграции, разрешенной в продуктах питания. Это количество обычно оценивается в миллиграммах мигрирующих веществ на килограмм корма (мгр/кг) или также в миллиграммах мигрирующих веществ на квадратный дециметр контактной поверхности между лаком и кормом.

В целом, лаборатории, участвующие в аналитических испытаниях, гарантируют, что если покрытие наносится в соответствии с условиями, рекомендованными поставщиками, то результаты ниже официальных пределов.

Качественные аспекты

Здесь тоже установлены конкретные границы миграции. Особое внимание уделяется некоторым мономерам, считающимся высокотоксичными. Существуют списки продуктов с конкретным указанием максимального разрешенного объема миграции. Эти количества обычно устанавливаются в ppb (части на миллиард) или в мгр/тм (миллиграммы миграции на тонну продукта). Можно сказать, что по отношению к лакам, используемым в упаковке пищевых продуктов, добавляется безопасность, потому что:

— Мономеры, естественно, наиболее реакционноспособны, поэтому они исчезают или легко вписываются в макромолекулярную структуру, которая становится химически инертной.

— во время полимеризации лака (которая обычно составляет не менее 200 ºC в течение 12 минут) и зная температуру кипения мономеров, немыслимо, чтобы остались даже следовые значения.

— Аналогичную аргументацию можно применить и к растворителям лака, некоторые из которых также токсичны. Они также быстро исчезают при температуре отверждения различных органических покрытий, задолго до того, как они достигнут сшивания и функциональных свойств, для которых они предназначены.

В конце прошлого века произошел случай миграции высокого уровня на европейском уровне: «значок». Это был Бисфенол Диглицидиловый Эфир (BADGE). Это был продукт реакции, используемый в производстве эпоксидных смол, хотя он также использовался как существенный ингредиент, добавляемый ко многим другим материалам (в виде эпоксидной жидкости, содержащей от 80 до 90% свободного БАДЖА), таким как органосолы, полиэфиры и т.д. …., с функциями пластификатора, промотора адгезии или устранения соляной кислоты. В первом случае значок стал частью полимера, который формируется в реакциях полимеризации, и, следовательно, только минимальные остаточные количества были доступны для миграции в пищу; во втором случае, действуя в качестве добавки, значок не входил в реакцию, в этом случае было более неблагоприятно с точки зрения миграции, поэтому именно там больше внимания уделялось контролю над ним.

Очень требовательное законодательство, применяемое в некоторых европейских странах, таких как Швейцария, Австрия и Дания, о максимальном количестве этого продукта для миграции в пищевые продукты, создало сложную проблему рецептур в лаках, широко используемых в некоторых видах консервов. Отказ от поставок контейнеров из различных стран, предназначенных для потребления в указанных странах, и совместные усилия потребовали от производителей лаков — меняющих рецептуры — и контейнеров — проводящих комплексную омологацию — с тем, чтобы удовлетворить эти новые потребности рынка.

4º.- ЛАКИ И ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА

Лаки, используемые в металлических контейнерах для их защиты, содержат небольшое количество растворителей в момент нанесения. Во время отверждения в печи они выпускаются в атмосферу, если нет мусоросжигательной печи. Его использование становится все более распространенным в связи с сильным экологическим законодательством, действующим в стране. Но стоимость этой установки очень высока, поэтому промышленность искала другие альтернативы для решения этой проблемы.

Вот как их используют:

— лаки с высоким содержанием твердых частиц (более 50%)

— лаки с реактивными разбавителями, которые поэтому входят в состав сухого экстракта.

— лаки на водной основе

— порошковые покрытия.

Последние два заслуживают особого комментария. Лаки с формулами на водной основе всегда обеспечивают небольшое количество растворителей (от 15 до 20%) по отношению к общей летучей фракции, но значительно меньше, чем обычные лаки. Они нашли отличное применение в области упаковки напитков. Порошковые покрытия широко освещаются в других работах на этом сайте. Его наиболее распространенным применением является внутренняя защита боковых швов трехкомпонентных контейнеров.

Существуют и другие методы лакирования, которые имели нерегулярные результаты по разным причинам: не до конца развитая технология, высокая стоимость, переменные результаты… Среди них можно выделить органическую защиту посредством электрофореза и электроосаждения. Эта техника устарела в автомобильной промышленности, но мало развита в металлообрабатывающей промышленности. Используются лаки на водной основе. Мощность покрытия очень локализована, так как осаждение происходит только в незащищенных участках металла. Несмотря на то, что принцип работы очень прост, установка достаточно сложна, так как необходимо иметь промывочную зону, лакокрасочную фильтрацию, емкости для жидкостей и т.д.

В настоящее время на упаковочную промышленность, а также на производство защитных покрытий большое влияние оказывают различные законы, касающиеся рециклинга, окружающей среды и миграции. Это означает, что необходимо учитывать не только пригодность континентального контента, но и его воздействие в этих областях.

Назад к банкам мира сырьевых материалов