Контейнеры, предназначенные для хранения пищевых продуктов, должны быть достаточно прочными и надежными, чтобы допускать манипуляцию, наполнение и обработку, хранение и распределение без повреждений. Наиболее деликатным моментом для контейнера является процесс стерилизации, которому он подвергается после наполнения и закрытия. Именно в этот период баллончик должен представить механические условия, необходимые для успешного прохождения этого лечения.

Эти механические свойства можно определить тремя понятиями:

Осевое сопротивление: Сопротивление деформации при более высокой нагрузке.

Радиальное сопротивление: Сопротивление деформации под действием внутреннего вакуума или внешнего давления.

Сопротивление деформации: Сопротивление внутреннему давлению.

Эти три действительно взаимосвязаны. 1-е и 2-е в противоположном направлении, т.е. увеличение осевого сопротивления обычно приводит к уменьшению радиального сопротивления. При одинаковой толщине металла в корпусе контейнера, он имеет большее осевое сопротивление, если его конфигурация прямая. С другой стороны, он обладает большим радиальным сопротивлением, если он оцеплен. Необходимо найти баланс между ними. Для контейнеров, высота которых превышает их диаметр, нормальным является использование хордового корпуса, так как при меньшей толщине металла, чем если бы они были прямыми, могут быть достигнуты достаточные значения осевого и радиального сопротивления. Контейнеры малой высоты имеют высокую радиальную прочность без необходимости кордования.

ОСЕВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

Способность противостоять силе, прилагаемой к контейнеру в осевом направлении, обеспечивается его боковыми стенками, т.е. его корпусом-цилиндром или любой другой формой, крышка и днище не воспринимают эту силу. Это очевидно, так как в нормальном положении контейнер получает осевую нагрузку параллельно стенкам.

В случае цилиндрического контейнера из трех частей, хотя в теории его осевое сопротивление равномерно, на практике это не так. В области бокового шва сопротивление, как правило, выше за счет армирования, которое оно обеспечивает. Также небольшие различия в параллельности между закрытием дна и крышки, заставляют определенную точку верхней части испытывать большую нагрузку, создавая перед деформацией в своей вертикали. Как мы уже упоминали, прямые контейнеры выдерживают большую осевую нагрузку, чем контейнеры с оцепленным телом. Кроме того, чем толще материал корпуса, тем выше его прочность. Он также зависит от диаметра контейнера, чем больше диаметр, тем больше осевое сопротивление.

Для измерения осевого сопротивления имеется коммерческое оборудование. Все они основаны на принципе подвергания контейнера более высокой нагрузке, которая постепенно увеличивается до тех пор, пока не будет обнаружена постоянная деформация — уменьшение его высоты. Его значение измеряется в кгр. Поэтому осевое сопротивление контейнера можно определить как минимальное количество килограммов, которое он может выдержать в вертикальном положении без погружения.

В качестве ориентира для вас могут быть ваши ценности:

Для контейнеров диаметром 73 мм и менее: 250 кг.

Для контейнеров диаметром 99 мм: 450 Ом.

Для контейнеров диаметром 153 мм: 650 Ом.

РАДИАЛЬНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

Когда банки подвергаются процессу стерилизации, давление, создаваемое внутри автоклава, компенсируется внутренним давлением, возникающим внутри контейнера, так как содержащееся в нем изделие расширяется под действием тепла. Разница между двумя давлениями уравновешивается радиальным сопротивлением банки. В экстремальных случаях внешнее давление приведет к всасыванию — разрушению контейнера. Охлаждение после термообработки приводит к уменьшению объема содержимого продукта, что может привести к возникновению внутреннего вакуума, который будет усиливать всасывание.

Сопротивление всасыванию или разрушению контейнера обеспечивается в равной степени стенками — телом — и концами — крышкой и дном, хотя именно тело страдает от воздействия в первую очередь. Поэтому именно кузов подчеркивает отсутствие радиального сопротивления контейнера.

Сопротивление стенок контейнера всасыванию зависит от толщины используемого металла и формы или профиля крышки — дна и корпуса (профиль бусин). Он также связан с диаметром и высотой.

Во второй половине двадцатого века была внедрена техника кордонного оцепления контейнеров, что привело к уменьшению толщины корпусов контейнеров, сохранив или даже увеличив их радиальную прочность. Было проведено множество исследований, чтобы определить для каждого может форматировать идеальное количество бусин, их расположение и их профиль. Было доказано, что наиболее влиятельным фактором является профиль. Силуэты, которые увеличивают радиальное сопротивление, больше всего имеют угловую конфигурацию, а меньше всего — очень закругленные. Но они влияют на осевое сопротивление в прямо противоположном направлении. Поэтому он обычно переходит в аккордный профиль, образованный двумя прямыми сторонами, соединенными плавной кривой.

Рынок предлагает подходящее оборудование для контроля радиального сопротивления. Часто можно приобрести прибор с двумя разными станциями для измерения обоих сопротивлений (осевого и радиального). Принцип работы для измерения радиального сопротивления состоит в размещении контейнера, закрытого с обоих концов, в герметичной камере и постепенном воздействии на него внешнего давления до тех пор, пока не произойдет постоянная деформация — всасывание. Это легко обнаруживается, так как внешнее давление в этот момент незначительно снижается по мере увеличения внешнего пространства, что сопровождается громкой «трещиной», вызванной обвалом стенок контейнера.

Оборудование для измерения радиального сопротивления

Радиальное сопротивление измеряется в килограммах/см2. Значение, признанное хорошим, составляет не менее 1,7 кг/см2 для контейнеров диаметром 99 мм. или меньше. Это значение уменьшается для банок большего диаметра, уменьшаясь до уровня ниже 1 кг/см2 для 5 кг банок. (диаметр 153)

УСТОЙЧИВОСТЬ К ДЕФОРМАЦИИ

Головное пространство, содержащее следы водяного пара, воздуха или газа, вместе с продуктом, содержащимся в контейнере, при нагреве в процессе стерилизации увеличивается в объеме, создавая внутреннее избыточное давление. Уже упоминалось, что часть его компенсируется давлением автоклава, если он имеет закрытый тип, но именно концы контейнера — крышка и дно — отвечают за смягчение этого повышения давления, деформируясь в направлении к внешней стороне во время процесса.

Для выполнения этой задачи крышки и днища сконструированы таким образом, что в их центральную панель встроена серия расширительных колец и ярусов, которые придают им определенную эластичность, позволяя им изгибаться наружу и возвращаться к своей первоначальной форме при прекращении избыточного давления. Это решение позволяет значительно уменьшить толщину металла, чтобы получить сопротивление, эквивалентное сопротивлению плоского покрытия. Необходимо также учитывать, что в колпачках нельзя использовать очень высокую твердость металла, так как они затрудняют получение хорошего уплотнения, поэтому не идеально увеличивать твердость для повышения устойчивости к деформации.

Важно настаивать на том, чтобы крышка вернулась в исходное положение при исчезновении внутреннего давления, так как наличие постоянно раздувающейся крышки связано с изменениями в банке, либо микробиологического происхождения, либо в результате добычи газа в связи с нападением на банку ее содержимого.

Определение сопротивления деформации должно производиться на контейнере с установленной крышкой и дном. На крышках или свободном дне — без замыкания — делать это нецелесообразно, т.к. от реализации замыкания зависят значения одного и того же. Поэтому, чтобы оценить его, необходимо взять контейнеры, закрытые с обоих концов, и подать давление воздуха через отверстие, сделанное в середине его высоты, до тех пор, пока не произойдет необратимая деформация. Это обнаруживается по появлению «шипов» на панели.

Инструмент для данного испытания можно подготовить из велосипедного шинного насоса, оснащенного гибким шлангом с манометром, прикрепленным к нему через тройник, при этом шланг заканчивается тонким, острым соплом, которое позволяет проткнуть корпус контейнера. Для достижения герметичности насадка должна быть снабжена внешней резиной, которая прижимается к стенке контейнера снаружи.

Сложно назвать значения этого сопротивления в зависимости от диаметра крышки, профиля панели, толщины, закалки и т.д. В любом случае, дно должно выдерживать нормальные условия процесса, используемого для содержания продукта.

Назад в Can World Control