25 Aralık 2008 Perşembe

Metal Esasli Ambalaj Materyallerinin Özellikleri

Metal Esasli Ambalaj Materyallerinin Özellikleri

SAC: Çelik endüstrisinde üretilmiş çelik bloklar, valsler arasından geçirilken tavlanarak inceltilirler. 0.2-0.3 mm kalınlığında veya daha ince sac haline getirilirler. Elde edilen bant halindeki sac, temperleme valslerinden geçirilerek, bunlara hem bazı fiziksel özellikler kazandırılır hem de levhanın yüzeyi düzgünleştirilir. Bobin haline getirilen sac ya ergimiş kalaya daldırılarak yada elektrolitik yolla kalayla kaplanır. Kalayla kaplama nedeni dayanıklılık kazandırmaktır. Ancak kalay gerçekte korozyona tam olarak dayanıklı bir materyal değildir. Kalaylı tenekenin korozyona direnci ve kutu ile gıda arasındaki reaksiyonlar, kalay kaplama miktarı, kaplamanın eş düze olup olmadığı, çelik gövdenin bileşimi, gıdanın çeşit ve özelliği gibi faktörlere bağlıdır. Kalaylı tenekenin, çelik tipi, temper derecesi ve kalay miktarı olmak üzere üç önemli özelliği vardır.

a. Çelik tipi: Çelik sac hangi yöntemle ve ne miktarda kalayla kaplanırsa kaplansın elde edilen kalaylı teneke az veya çok gözenek içermekte ve böylece gıda maddesi bu noktalardan çelik gövde ile temas etmektedir. Bu nedenle çelik gövdenin bileşimi önem kazanmaktadır. Gıdaya uygun nitelikte çelik tipi seçilmelidir.

Çelik sac; mangan, karbon, fosfor, kükürt, silisyum, bakır, nikel, krom, molibden ve arsenik elementlerinden oluşmaktadır.Çelik tipi, çeliğin bileşiminde yer alan iz elementlerin miktarlarına göre farklı gruplara ayrılmaktadır.

L tipi; bakır ve diğer bazı element içerikleri diğer çeliklerden daha düşüktür. Korozyona en dayanıklı çelik türüdür.

MR tipi; L tipine benzese de iz element içeriği açısından daha az sınırlama yapılmıştır. Birçok gıdada kullanılmak üzere kutu üretiminde, kapak ve kapsül üretiminde kullanılmaktadır. Korozyona direnci orta düzeydedir.

MC tipi; fazla sertlik istenen kutuda kullanılır.

MS tipi; L tipine benzese de bakır içeriği daha fazladır.

Teneke üretiminde kullanılacak çelik tipinin içine konacak olan gıda maddesinin niteliğine, korozif etkisine göre seçilmelidir (Tablo 1).

Tablo 1. Gıdaların korozyon sınıfına göre kutu üretimi için uygun sac tipleri

Gıda Grubu

Bazı tipik örnekler

Gerekli çelik tipi

Aşırı korozif

Fazla veya orta asitli gıdalar, koyu renkli meyve ve turşular, asitlendirilmiş sebzeler

Elma suyu, çilekgiller, vişne, kiraz, erik, turşular, sauerkraut (bir çeşit turşu)

L tipi

MS tipi

Orta korozif

Hafif asitli meyveler

Kayısı, incir, şeftali, greyfurt

MR tipi

Hafif korozif

Düşük asitli çeşitli ürünler

Bezelye, mısır, et, balık

MR veya MC tipi

Korozif olmayan

Kurutulmuş ürünlerin çoğu, işlenmemiş gıdalar

Kuru çorbalar, dondurulmuş gıdalar, fındık, fıstık

MR veya MC tipi

b. Temper derecesi: Kalaylı tenekelerde, danecik iriliği, gerilim sınırı, gerilim verimi, uzama verimi, toplam uzama, sertlik, eğilip bükülmeye direnç gibi değişik mekaniksel özelliklerin toplu olarak tanımıdır. Çeliğin temper derecesi esas olarak çeliğin bileşimi, tavlama ve valsten geçirme gibi üretim işlemlerine göre değişir. Temper derecesine göre tenekelerin kullanım yeri ve amacı değişmektedir.

c. Kalay kaplama işlemi ve kaplama miktarları: Çelik levhalar kalayla sıcak daldırma ve elektrolitik yöntem olarak iki şekilde kaplanabilmektedir.

Daldırma yöntemi: Temper valslerden geçirilmiş ve bu işlemle aynı zamanda yüzeyi düzgünleşmiş saclar, önce bir asit çözeltisi banyosundan geçirilerek temizlenir ve durulanır. Bunu izleyerek sac bant, içinde ergimiş kalay bulunan bir kalay kaplama ünitesine verilir. Kalay kaplama ünitesinde sac bandın, kalay içinde önce aşağıya, sonra yukarıya, ve dışarıya doğru hareketini sağlayan valsler bulunur. Ergimiş kalay içerisinden geçerken, belli miktarda kalayla kaplandıktan sonra dışarıya çıkan bant; yine valsler yardımıyla bir palmiye yağı banyosundan geçirilir. Böylece üretilmiş teneke, hava akımında soğutulur, temizlenir, parlatılır ve kusurları olup olmadığı saptanır. Kalaylanmış bant istenen boyutlarda kesilir ve sandıklar içerisinde ambalajlanır. Bu yöntemle tenekeler fazla miktarda kalayla kaplanmakta, yüzeydeki kalay miktarı oldukça tek düzelik göstermekte ve kaplama tabakası daha az gözenek içermektedir. Bu yöntemle üretilen tenekeler daha pahalı ve değerlidirler. Günümüzde bu yöntemle kaplama uygulaması azalmıştır.

Elektrolitik yöntem: Bant halindeki çelik levhanın temizlenmesi, kalayla kaplama işlemi, kaplanmış levhanın ısıtılması, yüzeyin passivasyonu ve yüzeyin yağlanması gibi işlemlerden oluşur. Çelik levha üzerinde oluşturulan kalay tabakası gerçekte çok stabil değildir. Bu nedenle üzerinde koruyucu bir oksit tabakası oluşturulmalıdır. Teneke yüzeyinde görülemeyecek kadar ince bir oksit filmi oluşturulmasına passivasyon denir. Passivasyon işlemi sonunda tenekenin yüzeyine, çok ince bir film halinde yemeklik sıvı bir bitkisel yağ uygulanır.

Bu açıklamalara göre kalaylı bir teneke; çelik gövde, demir-kalay alaşımı, saf kalay, oksit veya passivasyon filmi ve yağ tabakası olmak üzere 5 katmandan oluşur. Kalaylı tenekedeki her katmanın teneke niteliği üzerine etkisi vardır. Yağ filmi alttaki metalleri oksidasyondan, paslanmadan korur ve levhaların işlenmesi sırasında değdiği yüzeylerde kolaylıkla kayarak çizilmeleri önlenir. Oksit filmi ise alt tabakadaki çeşitli etkenlerden korur ve laklama ve litograf baskıyı izleyen fırınlama işleminde, teneke yüzeyinde leke oluşumunu önler.

Gıda maddesi kutuya doldurulduktan, özellikle ısıl işlem uygulandıktan hemen sonra, yüzeydeki yağ ve oksit tabakası kaybolur. Böylece gıda doğrudan pek dayanıklı olmayan kalayla temasa geçer. Kalay-demir alaşımı tabakası çeşitli etkilere karşı en dayanıklı tabakadır. Bu nedenle bu alaşım tabakası gıda ile çelik arasında asal bir denge olarak kabul edilir.

İçine konulacak gıda maddelerinin korozif özelliğine göre, çelik tipi nasıl farklı olarak seçilmekteyse; aynı şekilde her gıda için farklı miktarda kalayla kaplanmış teneke seçilmek zorundadır. Aynı şekilde gıdalarda, kalayla kükürdün reaksiyonunu önlemek üzere, laklanmış, üstelik kükürt absorbe eden bir lakla kaplanmış teneke kullanılmalıdır.

Kalaylı bir tenekede kalay, oksijen ve su bulunan ortamda, çeliğe karşı katot olarak davranmaktadır. Ancak oksijen bulunmayan koşullarda teneke gıda ile temas edince; kalay, çeliğe karşı genellikle anot olarak davranmaktadır. Korozyon olarak tanımlanan bu olay hem üreticiyi hem de tüketiciyi etkilemektedir.

Lak ve Laklama: Kutuyu korozyondan tam olarak korumak mümkün olmadığından kalay kaplama tabakasının ayrıca, organik bir maddeyle kaplanma zorunluluğu doğmaktadır. Bu organik kaplama maddelerine genel olarak lak denir. Lak tabakası, kutunun metal yüzeyini gıda maddesinin bileşim öğelerinin etkisiyle oluşan korozyondan korumakla kalmaz, gıdaya metal bulaşmasını da önler. Metal bulaşmaları, kutu içindeki gıdanın, renk, aroma ve lezzetinin bozulmasına neden olur.

Çok değişik nitelikte, farklı amaçlara göre hazırlanmış laklar vardır (Tablo 2). Gıda maddesinin renk, lezzet ve diğer niteliklerine etki etmemeli ve gıda maddesinden etkilenmemelidir. Lak kutuya konan gıda ile uyum içinde olmalı, sterilizasyon sıcaklığına dayanmalıdır.

Laklar, doğal ve sentetik reçinelerden yapılmış organik kaplama maddeleridir. En yaygın olarak kullanılan lak grubu oleoresin laklarıdır. Bu laklar doğal reçinelerle çabuk kuruyan yağlardan oluşmaktadır. Oleoresin laklarına ek olarak sentetik reçinelerden yapılmış bir çok lak bulunmaktadır. Bunların en önemlileri, fenolik, epoksi veya vinil reçine bazlı olanlarıdır.

Tablo 2. Tenekeleri laklamada kullanılan genel lak tipleri

Lak adı

Kullanılma alanı

Lak tipi

Meyve lakı

Koyu renkli, çilekgil, vişne, kiraz gibi metalik tuzlardan korunması gereken meyveler

Oleoresinli laklar

C-lak

Isıl işlem sırasında, kükürt bileşikleri verebilen mısır, bezelye, kuru fasulye ve benzer gıdalarla, bazı deniz ürünleri

Süspansiyon halde çinko oksit pigmenti içeren oleoresinli laklar

Turunçgil lakı

Turunçgil suları ve konsantreleri

Polibütadienler

Deniz ürünleri lakı

Balık ürünleri

Epoksiler, çift kat

Et lakı

Et ve spesiyaliteler

Alüminyum pigmenti içeren modifiye edilmiş epoksiler

Süt lakı

Süt, diğer süt ürünleri ve yumurta

Epoksiler

İçecek kutusu lakı

Meyve suları, özellikle kırmızı meyvelerin suları aşırı korozif meyveler, karbondioksitli diğer içecekler

Oleoresinli alt kaplama üzerine vinilli üst kaplamadan oluşan çift laklama

Kalaysız Teneke: TFS (Tin Free Steel) işaretiyle tanınan teneke, kalaylı tenekenin tüm özelliklerinin taşır, sadece kalayla kaplanmamıştır. Yüzey kalay yerine çok ince bir krom veya krom oksit tabakasıyla kaplanmaktadır. Dört farklı yöntemle yapılabilmektedir.

1. Sadece krom oksit,

2. Aynı anda hem metal krom, hem krom oksit,

3. Saf krom,

4. Önce metal krom sonra üzerine krom oksit kaplama yapılır.

Bu tenekeler çok parlak nitelikte üretildiği gibi, mat olarak da üretilebilmektedir. Kesinlikle laksız olarak kullanılamazlar. Aksi halde bir süre sonra aşırı bir korozyon belirir ve buna bağlı olarak hidrojen bombajı oluşur. Bu nedenle tenekelerin her iki yüzü de laklanmalıdır. TFS tenekeler lakı elektrolit tenekelere göre 10 kat daha iyi tutarlar.

Kromun kimyasal özelliklerinden dolayı TFS tenekeler aside az, baza daha fazla dayanıklıdırlar.

TFS tenekeler sıvama kutu üretiminde, şişe kapsüllerinde, bira ve karbondioksitli içecekler gibi meşrubat kutularında kullanılmaktadır.

ALÜMİNYUM: Gıda endüstrisinde genelde en yaygın kullanılan ambalaj materyallerinden birisidir.Çoğunlukla kalaylı tenekeye göre daha pahalıdır. Hafif ve yumuşaktır, kolay şekil verilebilmektedir. Alüminyum hava ile temas edince yüzeyinde ince bir alüminyum oksit filmi oluşur. Bu film alüminyumu atmosferik korozyona karşı korur. Ancak oksijenin az olduğu veya bulunmadığı durumlarda bu koruyucu tabaka kaybolur. Bu yüzden alüminyum kutuların da laklanması gerekir. Alüminyum, şerit halinde yırtılarak kolaylıkla açılabilen kutu kapağı üretiminde yaygın kullanım alanı bulmuştur.

Metal esaslı ambalaj materyalleri gıda ile birebir temasta olduklarından kullanımlarına özen gösterilmesi gerekmektedir. Gıda ile reaksiyona girmeyecek, hermetik kapatılabilir, sıcaklık ve iç basınca dayanabilir olması, korozyona dirençli bulunması gerekmektedir.Kullanılan kabın gaz, buhar ve benzer formdaki maddeleri ayrıca mikroorganizmaları geçirmemesi gerekir. Hermetik kapama mutlak anlamda gaz sızdırmaz bir kapamadır. Bu özellikteki bir kap daha çok teneke ve camdan yapılabilmektedir.

Hiç yorum yok:

Yorum Gönder