Стальная банка , консервная банка , олово (особенно в британском английском , австралийском английском , канадском английском и южноафриканском английском ) или банка — это контейнер из тонкого металла для распределения или хранения товаров. Некоторые банки открываются путем снятия верхней панели консервным ножом или другим инструментом; другие имеют крышки, которые можно снять вручную без инструмента. В банках можно хранить самые разные продукты: еду, напитки, масло, химикаты и т. д. В широком смысле любой металлический контейнер иногда называют «консервной банкой», даже если он сделан, например, из алюминия. [1] [2]
Стальные банки традиционно изготавливались из белой жести ; оловянное покрытие предотвращало ржавление стали содержимым. Луженая сталь все еще используется, особенно для фруктовых соков и бледных консервированных фруктов. Современные банки часто изготавливаются из стали, облицованной прозрачными пленками из различных пластиков , а не из олова. Ранние банки часто паялись нейротоксичными припоями с высоким содержанием свинца . Припои с высоким содержанием свинца были запрещены в 1990-х годах в Соединенных Штатах [3] , но небольшие количества свинца все еще часто присутствовали как в припое, используемом для герметизации банок, так и в преимущественно оловянных облицовках.
Банки легко поддаются вторичной переработке, и около 65% стальных банок перерабатываются . [4]
Процесс консервирования в жестяные банки был придуман французом Филиппом де Жираром , который в 1810 году запатентовал идею британскому торговцу Питеру Дюрану . [5] [6] Концепция консервирования была основана на экспериментальной работе по консервированию пищевых продуктов в стеклянных контейнерах, проведенной годом ранее французским изобретателем Николасом Аппертом . Дюран не занимался консервированием пищевых продуктов, но в 1812 году продал свой патент двум англичанам, Брайану Донкину и Джону Холлу , которые усовершенствовали процесс и продукт и основали первую в мире коммерческую консервную фабрику на Саутуарк-Парк-роуд в Лондоне. К 1813 году они производили свои первые консервы из жестяных банок для Королевского флота . К 1820 году жестяные канистры или банки использовались для пороха, семян и скипидара.
Ранние жестяные банки запечатывались пайкой сплавом олова и свинца , что могло привести к отравлению свинцом . [ требуется ссылка ] Автоматизированные паяльные машины начали появляться в 1870-х годах. Сталь начала вытеснять железо в качестве материала для банок в самом конце 19 века. Запирающийся боковой шов был изобретен Максом Амсом в 1888 году, что дало начало конструкции «санитарной банки», в которой припой находился только на внешней стороне банки и никогда не касался пищи. Современная трехкомпонентная конструкция восходит к 1904 году (Sanitary Can Company of New York). [7]
В 1901 году в США была основана компания American Can Company , которая в то время производила 90% жестяных банок в США. [8] В 1908 году она выкупила компанию Sanitary Can Company of New York, и трехкомпонентная конструкция вытеснила все остальные банки к началу 1920-х годов. С тех пор банка претерпела очень мало изменений, хотя более совершенные технологии позволили сократить использование стали на 20%, а олова — на 50% [7] (современные банки на 99,5% состоят из стали). [9]
Консервы в жестяных банках уже были довольно популярны в разных странах, когда технический прогресс в 1920-х годах еще больше снизил стоимость банок. [10] : 155–170, 265–280 В 1935 году было продано первое пиво в металлических банках; оно имело мгновенный успех продаж. [10] : 155–170, 265–280 Производство этих трехсоставных банок компанией American Can Company было остановлено на время Второй мировой войны из-за нехватки материала, после войны были представлены первые двухсоставные банки без боковых швов и с конической крышкой. Использование алюминия началось в 1958 году с пива Primo . [11]
В начале 21 века использовалось около 600 различных типов банок, наиболее популярной из которых была конструкция из трех частей с боковым швом и двумя концами с двойным швом, за которой следовала конструкция из двух частей, в которой боковые стороны и дно представляли собой единое целое. [9]
Большинство банок представляют собой правильные круглые цилиндры с идентичными и параллельными круглыми верхними и нижними частями с вертикальными сторонами . Однако в банках для небольших объемов или содержимого особой формы верх и низ могут быть прямоугольниками или овалами с закругленными углами. Для другого содержимого может подойти банка, которая имеет несколько коническую форму.
Изготовление большинства банок приводит к образованию по крайней мере одного обода — узкого кольца, немного большего, чем внешний диаметр остальной части банки. Плоские поверхности банок с ободком углублены от края любого обода (по направлению к середине банки) примерно на ширину обода; внутренний диаметр обода, прилегающего к этой утопленной поверхности, немного меньше внутреннего диаметра остальной части банки.
Конструкция банки из трех частей приводит к верхнему и нижнему ободкам. В конструкции из двух частей одна часть представляет собой плоский верх, а другая — глубоко вытянутую чашеобразную часть, которая объединяет (по крайней мере, приблизительно) цилиндрическую стенку и круглое основание. Переход между стенкой и основанием обычно постепенный. Такие банки имеют один ободок сверху. Некоторые банки имеют отдельную крышку, которая надвигается на верх или крепится на петлях.
Двухкомпонентные стальные банки можно изготовить, «вытянув» дно и боковины и добавив «конец» сверху: у них нет боковых швов. Банки можно изготовить с отдельными надвижными или фрикционными крышками, а также с крышками, прикрепленными с помощью петель. Доступны различные простые методы открывания. [12]
В середине 20-го века некоторые молочные продукты упаковывались в банки почти без ободка, что отражало различную конструкцию; в этом случае одна плоская поверхность имела отверстие (для заполнения почти полной банки), которое было запечатано после заполнения быстро затвердевающей каплей расплавленного припоя . Возникли опасения, что молоко содержало небезопасные уровни свинца, выщелоченного из этой припойной пробки.
Ряд факторов делают стальные банки идеальными контейнерами для напитков. Стальные банки прочнее картона или пластика и менее хрупкие, чем стекло, защищая продукт при транспортировке и предотвращая утечку или разлив, а также уменьшая потребность во вторичной упаковке. [13] [14]
Стальная и алюминиевая упаковка обеспечивает полную защиту от света, воды и воздуха, а металлические банки без повторно закрывающихся крышек являются одними из самых защищенных от несанкционированного вскрытия среди всех упаковочных материалов. [15] Еда и напитки, упакованные в стальные банки, содержат столько же витаминов, сколько и свежеприготовленные, без необходимости использования консервантов. [15] Стальные банки также продлевают срок годности продукта, позволяя увеличить сроки реализации и использования и сокращая отходы. [13]
В качестве среды для упаковки стальные банки не требуют охлаждения в цепочке поставок, что упрощает логистику и хранение, а также экономит энергию и затраты. [13] В то же время относительно высокая теплопроводность стали означает, что напитки в банках охлаждаются гораздо быстрее и легче, чем напитки в стеклянных или пластиковых бутылках. [16]
![Банка с откидной крышкой[17] с откидной крышкой](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f5/Trevqrp.png/1280px-Trevqrp.png)
Ни одна из широко используемых в настоящее время банок не состоит в основном или полностью из олова. [18] До второй половины 20-го века почти все банки изготавливались из белой жести . Сталь была дешевой и прочной по конструкции, но склонной к ржавчине ; оловянное покрытие предотвращало коррозию стали влажными продуктами. Антикоррозийные покрытия почти на всех стальных пищевых банках теперь изготавливаются из пластика, а не из олова. Некоторые производители вместо этого используют стекловидную эмаль . [19] [ нужен лучший источник ]
Олово устойчиво к коррозии, но кислая пища, такая как фрукты и овощи, может разъедать слой олова. Сообщалось о тошноте, рвоте и диарее после употребления консервированной пищи, содержащей 200 мг/кг олова. [20] Исследование 2002 года показало, что 99,5% из 1200 протестированных банок содержали олова ниже нормативного предела Великобритании в 200 мг/кг, что является улучшением по сравнению с большинством предыдущих исследований, в значительной степени обусловленным более широким использованием полностью лакированных банок для кислых продуктов, и пришло к выводу, что результаты не вызывают никаких долгосрочных проблем с безопасностью пищевых продуктов для потребителей. Два несоответствующих продукта были добровольно отозваны. [21]
Присутствие примесей олова можно определить по цвету, как в случае с грушами, но отсутствие изменения цвета не гарантирует, что пища не заражена оловом. [22]
Свинец вреден для здоровья в любом количестве, и больше свинца вреднее, чем меньше свинца. Младенцы и дети страдают сильнее, так как свинец вредит развитию мозга. [23]
В ноябре 1991 года американские производители банок добровольно отказались от свинцовых швов в консервных банках. Импортные консервные банки продолжали использовать свинцовые паяные швы. [24] [19]
В 1995 году FDA США выпустило правило, запрещающее свинцовую пайку консервных банок, включая как отечественные, так и импортные консервные банки. [25] [19] К сожалению, FDA не дало определения «свинцового припоя» или количественного предела допустимых уровней свинца, и некоторые припои и оловянные покрытия, используемые на жестяных банках, по-прежнему содержали значительное количество свинца. В 2017 году были установлены количественные пределы, но они достаточно высоки, чтобы разрешить намеренное добавление свинца, и измерения FDA показывают измеримые уровни свинца во многих консервированных продуктах США в 2010-х годах. [3] [26]
Многие металлические банки для пищевых продуктов покрыты пластиком, чтобы предотвратить коррозию банки. [27] Эти покрытия могут выделять загрязняющие вещества в консервы. [28] Некоторые из этих загрязняющих веществ являются веществами, которые, как известно, вредны для здоровья, хотя неизвестно, попадают ли они в консервы в количествах, достаточных для нанесения вреда. [29]
Помимо других веществ, пластиковые покрытия консервных банок часто содержат бисфенол А (БФА). [30] [31] [32] [33] У беременных женщин, которые едят больше консервов, наблюдается более высокий уровень БФА в моче. [34]
Другие компоненты в покрытиях для банок, включая новые покрытия для банок без BPA, также были идентифицированы как имеющие известный вред для здоровья. [35]
Бисфенол-А (БФА) — это спорное химическое соединение, присутствующее в коммерчески доступных пластиковых покрытиях жестяных банок [37] и переносимое на консервы. Внутренняя часть банки покрыта эпоксидным покрытием, чтобы предотвратить контакт пищи или напитков с металлом. Чем дольше еда находится в банке, и чем она теплее и кислее, тем больше БФА выщелачивается в нее. В сентябре 2010 года Канада стала первой страной, объявившей БФА токсичным веществом. [38] [39] В Европейском союзе и Канаде использование БФА запрещено в детских бутылочках. FDA не регулирует БФА (см. споры о БФА#История регулирования общественного здравоохранения в Соединенных Штатах ). Несколько компаний, таких как Campbell's Soup , объявили о планах по исключению БФА из покрытий своих банок [37] , но не сообщили, каким химикатом они планируют его заменить. (См. споры о BPA#Реакция производителей химикатов на запреты .) [ необходима ссылка ]
В 2016 году BPA был распространен в пищевых консервных банках в Канаде. [40] По состоянию на август 2008 года [обновлять]Управление по продовольствию Министерства здравоохранения Канады пришло к выводу, что «текущее воздействие BPA на организм человека через упаковку пищевых продуктов , как ожидается, не будет представлять риска для здоровья населения в целом, включая новорожденных и младенцев». Они также заявили, что, поскольку некоторые исследования на животных показали эффекты от низких уровней BPA, они стремятся сделать уровни BPA в пищевых продуктах, упакованных для младенцев и новорожденных (особенно в смесях). Они также сослались на обзор ВОЗ. [41]
В настоящее время большинство консервных банок в Великобритании [42] покрыты пластиковым покрытием, содержащим бисфенол А (BPA). Покрытие предотвращает коррозию олова или алюминия банки кислотами и другими веществами, но выщелачивание BPA в содержимое банок было исследовано как потенциальная опасность для здоровья. Агентство по пищевым стандартам Великобритании в настоящее время считает уровни BPA, полученные из банок, приемлемыми, но изучает свои пороговые значения безопасного уровня; в настоящее время у него есть временный порог для BPS, начиная с 2024 года [обновлять]. [43]
Исследование рынка 2016 года с использованием инфракрасных спектров Фурье-преобразования для идентификации материалов показало, что BPA и другие вещества, известные как вредные для здоровья, были распространены в покрытиях пищевых банок в США. Аналогичное исследование, проведенное производителями пищевых банок в 2020 году, обнаружило BPA только в некоторых импортных банках; в нем не обсуждался потенциальный вред от других веществ покрытия, кроме BPA. [44]
Традиционно на банке имеется напечатанная этикетка, приклеенная снаружи изогнутой поверхности, на которой указано ее содержимое. Некоторые этикетки содержат дополнительную информацию, например, рецепты, на обратной стороне. В последнее время этикетки иногда печатаются непосредственно на металле до или после того, как металлический лист формируется в отдельные банки.
Традиционно этикетки приклеивались казеиновым клеем , который легко растворялся в горячей воде. Некоторые другие клеи могут затруднить удаление этикетки для переработки.
Банки бывают разных форм и размеров. Стенки часто укрепляются ребристыми выступами, особенно на больших банках, чтобы помочь банке противостоять вмятинам, которые могут привести к растрескиванию швов.
Размеры банок в Соединенных Штатах имеют ассортимент обозначений и размеров. Например, размер 7/8 содержит одну порцию в полчашки с предполагаемым весом 4 унции ; размер 1 «пикник» содержит две или три порции общим весом в одну с четвертью чашку с предполагаемым весом 10 1 ⁄ 2 унций; размер 303 содержит четыре порции общим весом в 2 чашки весом 15 1 ⁄ 2 унций; и банки размера 10, наиболее широко используемые в сфере общественного питания, продающие в кафетериях и ресторанах, содержат двадцать пять порций общим весом в 13 чашек с предполагаемым весом 103 1 ⁄ 2 унций (размер примерно 3 -фунтовой кофейной банки). Это общепринятые чашки США, а не британский имперский стандарт.
В Соединенных Штатах кулинарные книги иногда ссылаются на банки по размеру. Институт производителей банок определяет эти размеры, выражая их трехзначными числами, как измеренные в целых и шестнадцатых долях дюйма для номинальных внешних размеров контейнера: 307 × 512, таким образом, будет иметь диаметр 3 и 7/16 дюйма на высоту 5 и 3/4 дюйма (12/16 дюйма). Старые номера банок часто выражаются однозначными числами, их содержимое рассчитывается для воды комнатной температуры как приблизительно одиннадцать унций (банка № 1 «пикник»), двадцать унций (№ 2), тридцать две унции (№ 3), пятьдесят восемь унций (№ 5) и сто десять унций (банка № 10 «кофе»). [45]
В странах, где принята метрическая система , банки выпускаются объемом 250, 500, 750 мл ( миллилитров ) и 1 л ( литр ) (250 мл — это примерно 1 чашка или 8 унций). Банки, импортируемые из США, часто имеют необычные размеры, например, 3,8 л (1 галлон США ), 1,9 л (1/2 галлона США) и 946 мл (2 пинты США / 1 кварта ).
В Великобритании и Австралии банки обычно измеряются по чистому весу. Стандартная жестяная банка вмещает около 400 г; хотя вес может варьироваться от 385 г до 425 г в зависимости от плотности содержимого. Меньшая банка половинного размера вмещает около 200 г, обычно варьируясь от 170 г до 225 г.
Изготовление трехкомпонентной банки с ободком включает несколько этапов;
Двойные швы на краях имеют решающее значение для соединения стенки с верхней или нижней поверхностью. Для предотвращения утечки необходимо обеспечить чрезвычайно плотную посадку между деталями; процесс достижения этого радикально деформирует края деталей. Часть трубы, образующей стенку, сгибается почти на конце, поворачиваясь наружу на 90 градусов, а затем сгибается дальше, к середине трубки, пока она не станет параллельной остальной части трубки, общий изгиб составляет 180 градусов.
Внешний край плоской части сгибается против этого к середине трубчатой стенки, пока не станет параллельно стенке, поворачиваясь внутрь на 90 градусов. Край согнутой части сгибается дальше еще на 90 градусов, теперь внутрь к оси трубки и параллельно основной части плоской части, создавая общий изгиб в 180 градусов. Он сгибается достаточно далеко внутрь, так что его круглый край теперь немного меньше в диаметре, чем край трубки. Сгибая его еще дальше, пока он не станет параллельно оси трубки, дает ему общий изгиб в 270 градусов. Теперь он охватывает внешний край трубки.
Если смотреть наружу от оси трубки, то первая поверхность — это неизогнутая часть трубки. Чуть дальше — узкая часть верха, включая ее край. Изогнутая наружу часть трубки, включая ее край, еще немного дальше. Дальше всего — изогнутая на 90 градусов часть плоской поверхности.
Объединенные взаимодействующие силы, поскольку часть плоской поверхности, прилегающая к внутренней части трубки, вдавлена к середине трубки, а затем наружу вперед по оси трубки, а другие изогнутые части плоской детали и трубки все прижаты к оси трубки, прижимают эти пять слоев металла друг к другу изнутри и снаружи, образуя «сухое» соединение настолько плотное, что сварка или пайка не требуются для его укрепления или герметизации. Иллюстрации этого процесса можно найти на страницах 20–22 Технического документа ФАО по рыболовству 285 «Руководство по консервированию рыбы». [46]
Большая часть стали, используемой для упаковки, представляет собой белую жесть, которая представляет собой сталь, покрытую тонким слоем олова, функциональность которого необходима для производственного процесса. [47] Слой олова обычно наносится гальваническим способом.
Большинство стальных банок для напитков представляют собой двухкомпонентные конструкции, состоящие из 1) диска, переформированного в цилиндр с цельным концом, запаянным двойным швом после наполнения, и 2) свободного конца для его закрытия. [14] Стальные банки изготавливаются во множестве различных диаметров и объемов, с механизмами открывания, которые варьируются от тянущих колец и открывателей с защелкой до широко открытых горлышек.
Процесс переформирования листового металла без изменения его толщины называется «волочением». Утончение стенок двухкомпонентной банки путем пропускания ее через круглые штампы называется «утюжением». Поэтому стальные банки для напитков обычно называют «тянутыми и утюжковыми» или DWI-банками (иногда D&I). Процесс DWI используется для изготовления банок, высота которых больше диаметра, и особенно подходит для изготовления больших объемов банок с одинаковыми базовыми характеристиками. [14]
Толщина стенок стальных банок теперь [ когда? ] на 30% тоньше и весит на 40% меньше, чем 30 лет назад, что сокращает количество сырья и энергии, необходимых для их изготовления. Они также на 40% тоньше алюминия. [48]
Сталь является черным металлом и, следовательно, магнитной . Для упаковки напитков это уникально. Это позволяет использовать магнитные конвейерные системы [49] для перемещения пустых банок через процессы наполнения и упаковки, повышая точность и сокращая потенциальные утечки и отходы. [50] На предприятиях по переработке стальные банки можно легко отделить от других отходов с помощью магнитного оборудования, включая сепараторы с поперечными ремнями, также известные как надленточные магниты, и барабанные магниты. [51]
Первые банки были тяжелыми контейнерами, для открытия которых требовалась изобретательность, с инструкциями, предписывающими использовать молоток и зубило , во время войны 1812 года британские солдаты прибегли к использованию штыков и ножей. После введения гораздо более тонких банок в 1850-х годах, специализированный открывалка стала возможной, и была представлена в 1855 году (Роберт Йейтс [52] ) и 1858 году ( Эзра Дж. Уорнер ). Последняя громоздкая конструкция нашла ограниченное применение у солдат во время Гражданской войны в США . Открывалка с толкающим рычагом, похожая на современные, была представлена в 1860 году («Бычья голова»), режущее колесо изобретено в 1870 году ( Уильям У. Лайман ). Зубчатое колесо, распространенное во вращающихся открывалках для консервных банок, было впервые использовано компанией Star Can Opener Company в 1925 году. [53]
В то время как банки с напитками или жидкостью, такой как бульон, можно проколоть — например, церковным ключом — чтобы вылить содержимое, для твердого или полутвердого содержимого требуется удалить один конец банки. Это можно сделать тяжелым ножом или другим острым инструментом, но консервные ножи безопаснее, проще и удобнее.
Некоторые банки, например, те, что используются для сардин , имеют специальную рифленую крышку, чтобы пользователь мог выломать металл, накручивая его на прорезной поворотный ключ . До середины 20-го века некоторые банки для сардин имели припаянные крышки, а поворотный ключ работал, раздвигая паяное соединение.
Появление язычков на банках для напитков распространилось на консервирование различных пищевых продуктов, таких как корм для домашних животных или орехи (и непищевых продуктов, таких как моторное масло и теннисные мячи ). Концы известны как легко открывающиеся крышки, потому что они открываются без каких-либо инструментов или приспособлений. [54] Дополнительное новшество, разработанное специально для пищевых банок, использует язычок, который слегка загнут вверх, создавая большую площадь поверхности для более легкого доступа пальцами. [55]
Банки могут быть изготовлены с функциями легкого открывания. Некоторые банки имеют винтовые крышки для заливки жидкостей и повторного закрывания. Некоторые имеют откидные крышки или надвижные крышки для легкого доступа. Банки с краской обычно имеют крышку с натягом , съемную и заменяемую любое количество раз, чтобы краску можно было хранить между использованиями.
.JPG/1280px-Can(Easy_Open_Can).JPG)
Сталь из банок и других источников является наиболее перерабатываемым упаковочным материалом. [13] Около 65% стальных банок перерабатываются. [4] В Соединенных Штатах 63% стальных банок перерабатываются, по сравнению с 52% алюминиевых банок. [56] В Европе уровень переработки в 2016 году составил 79,5%. [13] Большая часть переработки банок происходит на плавильных заводах, но отдельные потребители также напрямую повторно используют банки различными способами. Например, некоторые люди используют две жестяные банки, чтобы сформировать походную или спасательную печь для приготовления небольших блюд. [ требуется ссылка ]
С экологической точки зрения сталь можно рассматривать как материал замкнутого цикла: отходы потребления можно собирать, перерабатывать и использовать для производства новых банок или других продуктов. [57] Каждая тонна переработанного стального лома экономит 1,5 тонны CO 2 , 1,4 тонны железной руды и 740 кг угля. Сталь является наиболее перерабатываемым материалом в мире, причем более 85% всех стальных изделий в мире перерабатываются по окончании срока их службы: по оценкам, в 2017 году было переработано 630 миллионов тонн стального лома, что позволило сэкономить 945 миллионов тонн CO 2 . [58]
Стальную банку можно перерабатывать снова и снова без потери качества; [59] однако для пищевой стали требуется удалить олово из металлолома, что делается с помощью электрохимии : олово выщелачивается из раствора с высоким pH при низком отрицательном напряжении. [60]
Переработка одной банки позволяет сэкономить электроэнергию, эквивалентную одной загрузке белья, 1 часу просмотра телевизора или 24 часам освещения (светодиодная лампа 10 Вт). [61]
Стальные банки для напитков перерабатываются путем переплавки в электродуговой печи или кислородном конвертере. [ необходима ссылка ]
Большинство стальных банок также имеют некоторую форму идентификации переработки, например, знак Metal Recycles Forever [62], Recyclable Steel [63] и логотип кампании Choose Steel. [64] В Европе также проводится кампания под названием Every Can Counts, поощряющая переработку банок на рабочем месте [65].
Вся упаковка для напитков создает выбросы CO2 на каждом этапе производственного процесса, от добычи сырья, обработки и производства до переработки. Однако стальные банки являются экологически чистыми, поскольку банки всегда можно переработать. Сталелитейная промышленность нуждается в использованных банках и будет использовать их в производстве новой стальной продукции. Перерабатывая банки и замыкая цикл, выбросы CO2 значительно сокращаются. Существует также потенциал для более высоких мировых показателей переработки стали, поскольку потребители все больше осознают преимущества. [ необходима цитата ]
![Топливо для походной печи в канистре "F-Style"[17]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/9c/Camp_fuel.jpg/1280px-Camp_fuel.jpg)
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )