Předkládáme téměř kompletní informace o hliníkových plechovkách Pivo a nealkoholické nápoje. Často označované jednoduše jako „pivní plechovky“:
- konstrukce a součásti hliníkových plechovek
- rozměry: výška, průměr, tloušťka stěny
- hmotnost (hmotnost) plechovky
- vestavěné zařízení „otvíráky“
- hliníkové slitiny – tři různé slitiny
- technologie výroby plechovek: od vyřezání polotovaru z hliníkového plechu až po plechovku naplněnou pivem
- zařízení na výrobu hliníkových plechovek
- recyklace hliníkového šrotu
Hliníkové obaly
Hliník se široce používá v různých potravinářských obalech plechovek (obr. 1).1). Základní způsoby výroby těchto hliníkových plechovek – kulatých a obdélníkových – jsou znázorněny na obrázku 1.2.
Obrázek 1.1 – Rozmanitost hliníkových potravinových plechovek
Obrázek 1.2 – Způsoby výroby plechovek z hliníkového plechu
Hliníkové obaly na pivo a nápoje
Hliníkové plechovky na pivo a další nápoje jsou oblíbené po celém světě s 60. letech minulého století. V USA se téměř 100 % piva prodává v hliníkových plechovkách, v Evropě někde 50 %. Hliníkové plechovky se spotřebovávají v obrovském množství především ve dvou typech nádob: Velké objemy výroby ospravedlňují vysokorychlostní a vysoce přesné výrobní linky. Tyto různé základní hliníkové plechovky mají navíc stejný průměr, používají stejný kryt a liší se pouze výškou.
Velkou výhodou hliníkových plechovek na pivo před hlavním konkurentem – sklem – je možnost úplné recyklace hliníkových plechovek po jejich použití v nových plechovkách na pivo.
Hlavní prvky a podrobnosti
Hliníkové plechovky na pivo (a také na sycené nápoje) musí vydržet vnitřní přetlak až 6 atmosfér. Proto konstrukce bank obsahuje silné dno a kopulovité poměrně tenké stěny, které však prostřednictvím banky vnitřního tlaku zajišťují dostatečnou konstrukční pevnost. Celkový pohled na typickou pivní plechovku a přiřazení jejích jednotlivých prvků ukazuje obrázek 1.3.
Obrázek 1.3 – Konstrukční detaily hliníkové plechovky a jejich funkce
Rozměry pivní plechovky
Platný národní předpis o konstrukci hliníkových plechovek – GOST R 51756-2001 „hlubokotažné hliníkové plechovky se snadno otevíratelným víkem“. je on samozřejmě v souladu s podobnými mezinárodními normami. Podle ní jsou hlavní parametry a rozměry hliníkových plechovek na pivo následující (s přesností na 1 mm):
Výška plechovky na pivo:
- konzervy 0,33 l – 115 mm
- konzervy 0,05 l – 168 mm
Průměr plechovky na pivo:
- dno břehů – 66 mm
- poklop sklenice – 59 mm.
Tloušťka stěny pivních plechovek
- Kryt je vyroben z hliníkových plechovek tažením ve dvou průchodech z plochého kruhového polotovaru tzv. kelímku.
- Poté se stěny tohoto kelímku při jejich postupném válcování ztenčí na tloušťku pouhé jedné třetiny původní (obr. 2).
- Dno bank je profilováno speciálním způsobem nejen proto, aby vydrželo vysoký vnitřní tlak, ale také pro dobrou kombinaci se spodním krytem hliníkových plechovek – pro snadné balení.
- Stěna plechovky je téměř po celé výšce válcována na tloušťku 0,110 mm nebo menší. V současné době je uváděna minimální tloušťka stěny, již dosahuje 0,08 mm.
Obrázek 2 – Tloušťka stěny plechovky má různou tloušťku .
- V horní části je stěna těla plechovky silnější a tloušťka pivní plechovky v místě 0,16 mm.
- Je to nutné pro pohodlné vytvoření zúženého „hrdla“ a pro vytvoření pevného spojení s víkem. Víčka hliníkových plechovek se dodávají samostatně a instalují se na tělo pomocí známého dvojitého zámkového švu ihned po naplnění plechovky pivem nebo jiným nápojem (obrázek 3).
Obrázek 3 – Konstrukce spojení víčka sklenice s jejím tělem:
šv „dvojitý zámek“
Kryt pivní plechovky
Počátek rychlého růstu obliby hliníkových pivních plechovek se vztahuje k roku 1964, kdy byl vynalezen design „snadno otevíratelného“ víčka (obrázek 4.).1).
Obrázek 4.1 – Různé typy hliníkových krytů se snadným otevíráním
U „pivních“ plechovek se tyto kryty otevírají holýma rukama pouhým otočením speciálního „ucha“ (obrázek 4.2a). Nebo dokonce jednou rukou (!) (obrázek 4.2b). Očko se na víčko instaluje pomocí tzv. integrálního nýtu (obrázek 5). Říká se mu integrální, protože je vytvořeno přímo z kovového krytu.
Obrázek 4.2a – Víko se snadno otevře a zůstane na plechovce
Obrázek 4.2b – Víko se snadno otevře a zůstane na plechovce.2b – Otevírání plechovky jednou rukou
Obr. 5 – Technologie vytvoření integrálního nýtu na víčku plechovky
Mechanismus otevírání pivních plechovek
Úloha ucha a plátku (říká se mu také „jazyk“), provést bavlnu unikající plynný oxid uhličitý při námaze na očko 3 kilogramy a úplně zatlačit plátek (jazýček) dovnitř plechovky s námahou až 7 kilogramů, přičemž plátek by měl zůstat viset v bankách.
Toho se dosáhne tím, že se do obvodového plátku udělají speciální zářezy takové hloubky, že lze pouze 0,085 mm kovu u nýtu a 0,110 mm na opačné straně (obr. 6). Zároveň je materiál v místech zářezů dostatečně pevný, aby nedošlo k jeho zlomení během výrobního procesu nebo při vykládání skladu.
Uvnitř plátků lze vidět další, vnitřní řadu zářezů. Nejsou tak hluboké a slouží údajně ke směrovému proudění kovu v hlavních drážkách a zabraňují prasknutí hlavních lamel při jejich formování.
Obrázek 6 – Zářezy zajišťují mazané
spolehlivé otevírání plechovky ve dvou fázích:
nejprve výstup plynu, poté zatlačení plátku dovnitř plechovky
Materiály hliníkových plechovek
Požadavky na materiál
Hlavním požadavkem na materiály pivních plechovek je jejich schopnost tvarovat velké plastové deformace. Ideální jsou v tomto smyslu vhodné hliníkové slitiny. Kromě toho je pro víčka pivních plechovek důležitá schopnost předvídatelného prasknutí řezů. Hliník to zvládá mnohem lépe než ocel. Dalším pozitivním bodem je to, a že pouzdro a víko – hliník, které minimalizují případné galvanické účinky, které by mohly vést ke zrychlené korozi.
Materiál těla
Detaily pivních plechovek jsou vyrobeny ze slitin hliníku s manganem a hliníku s hořčíkem (tabulka). Pro použití pásky je tělo plechovky tloušťky 0,30 mm ze slitiny hliníku 3004 nebo její modifikace – slitiny hliníku 3104 – schopné H19.
Materiály víček a klíčů
Víčka jsou vyrobena z lakovaného pásku 3104 ze slitiny hliníku 5182 v temperaci H48 o tloušťce 0,26 mm a pro výrobu „uší“ – klíčů snadného otevírání – z pásku slitiny hliníku 5042 v temperaci H18 o tloušťce 0,45 mm.
Tabulka – Hliníkové slitiny hliníkových plechovek na pivo
Technologie
cyklus výroby hliníkových plechovek
Následující obrázek znázorňuje cyklus výroby hliníkových plechovek na pivo a nealkoholické nápoje.
Obrázek 7: Hliníkové plechovky na pivo.1 – Typický cyklus výroby hliníkových plechovek na pivo
Obrázek 7.2 – Lis na hluboké tažení
Obrázek 7.3 – Stěny bank na extrakci a navíjení v „bodimeykere“
Svalky hliníkového plechu
Továrny na výrobu hliníkových plechovek na pivo spotřebují velké množství hliníkového plechu, který se dodává ve velkých svitcích. Pouzdro a kryt jsou vyrobeny z hliníkových plechů – z různých hliníkových slitin. Každá role váží asi 11 tun a při jejím odvíjení plech urazí vzdálenost 9-13 kilometrů.
Hliníkové role se přivádějí do závodu na výrobu hliníkových plechovek a nakládají se do „uncoileru“ (odvíječe). Jedná se o stroj , který odvíjí hliníkový plech na začátku výrobní linky na plechovky. Zde se na hliníkový plech nanáší speciální mazivo. Díky tomuto mazivu je hliníkový plech „hladší“, bez poškození, při všech tvarovacích operacích.
Výroba těla plechovky
Typická posloupnost procesu výroby těla plechovky je znázorněna na obrázku 7. Prvním krokem při výrobě plechovek je řezání kulatých polotovarů, například o průměru 140 mm. Při tomto sekání samozřejmě vzniká odpad: tyto ztráty činí přibližně 12-14 %. Okamžitě se odesílají k roztavení na výrobu nových listů a nových pivních plechovek.
Z původního kulatého polotovaru se hlubokým tažením (lisováním) získá meziprodukt – mělký „kelímek“ (výkresy 8 a 9). z tohoto „kelímku“ se válcováním vytvoří téměř hotové tělo plechovky a také kopule dna (výkresy 8, 10, 11). Poté se banka-finiš umyje, nanesou se na ni kresby a nalakuje se, a teprve poté se dokončí její mechanické tvarování – vytvoření hrdla a olemování (obr. 8).
Obrázek 8 – Technologie výroby těla hliníkové plechovky (0, 33 mm) 
Obrázek 9 – Hluboké tažení – tvarování „hrnku“ 
Obrázek 10 – Vyvalcování stěny plechovky 
Obrázek 11- Tvarování dna
Výroba víček pivních plechovek
Hliníkový plech dodávaný v rolích o hmotnosti až 8 tun. Každou roli tvoří 2,5 milionu víček. hliníkový plech, který je opatřen předbarvenou vrstvou, se podává ve speciálním lisu, v němž jsou matrice téměř připraveny k zakrytí. Poté se vyrobí složité hrany tvořící kryt, který pak zajišťuje spolehlivé spojení s jeho pouzdrem banky.
Obrázek 12 – Ještě ne zcela hotový kryt
Výroba pivních plechovek abalone
Výrobní proces abalone – otvírače klíčů – Zahrnuje asi 13 operací (obrázek 13), než může být instalován na kryt.
Obrázek 13 – Technologické operace při výrobě očka
Hliníkové plechovky na šrot
Kolik plechovek je v 1 kg šrotu?
Průměrná hmotnost plechovek různých objemů pro nízkoalkoholické nápoje, včetně, piva:
- 0,33 l – 13 g – 77 plechovek na 1 kg hliníkového šrotu
- 0,5 l – 15-20 g – 50-66 plechovek na 1 kg hliníkového šrotu
Kolik je 1 kg hliníkových plechovek na šrot?
Cena hliníkových plechovek na šrot (v Moskvě na konci dubna 2020 roku):
- 35-50 rub
Nedrtit hliníkové plechovky
Velké recyklační firmy obvykle žádají, aby se prázdné hliníkové plechovky nedrtily. Jde o to, že domovní nebo, jak mu říkají, komunální odpad třídí automaticky speciální třídicí stroje. Tyto stroje identifikují hliníkové plechovky podle jejich tvaru: kulaté a hladké. Zmačkanou plechovku stroj přijme za nenahraditelný odpad a pošle ji na skládku.
Přetavení hliníkových plechovek
Při přetavení hliníkových plechovek na hladko se získá v průměru následující složení hliníku:
- Si – 0,26 %
- Fe – 0,40 %
- Cu – 0,20 %
- Mn – 0,86 %
- Mg – 1,22 %
- Ti – 0,04 %
- ostatní – Al.
„Hliník“ takové chemické složení je v rozmezí chemického složení slitin 3004 a 3104 (cm. (viz tabulka výše), která se používá pro výrobu těla plechovky. Proto je převážná část šrotu z hliníkových plechovek přetavena a vrácena jejich výrobcům (obrázky 14 a 15) .
Obrázek 14 – Recyklace hliníkových plechovek
Obrázek 15 – Linka recyklace použitých hliníkových plechovek
na ingoty pro válcování plechů pro výrobu nových hliníkových plechovek
.