กระป๋องเคลือบด้านในและการใช้งาน

Yixing Feihong Steel Pacaging สามารถเคลือบได้

1. ทำไมเคลือบกระป๋อง?

กระป๋องบรรจุอาหารและเครื่องดื่มรักษารสชาติและคุณค่าทางโภชนาการของไส้ไว้ได้นานหลายปี อันเป็นผลมาจากระยะเวลาการเก็บรักษาที่ยาวนานเช่นนี้จึงจำเป็นต้องลดปฏิสัมพันธ์ระหว่างบรรจุภัณฑ์กับอาหารให้น้อยที่สุด โดยทั่วไปกระป๋องจะเคลือบด้วยชั้นอินทรีย์ที่ช่วยปกป้องความสมบูรณ์ของกระป๋องจากผลกระทบของอาหารและป้องกันปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างโลหะของกระป๋องกับอาหาร เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดทางเทคนิคและกฎหมายสามารถเคลือบสารเคลือบที่สอดคล้องกับกระบวนการผลิตและการฆ่าเชื้อ (1, 3) ได้หรือไม่สามารถใช้ได้กับอาหารและเครื่องดื่มทุกประเภท (2) ป้องกันการเคลื่อนย้ายสารเคมีไปสู่อาหารในปริมาณที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์ (4) ยึดติดกับกระป๋องแม้หลังจากการเปลี่ยนรูปโดยไม่เจตนา (5) ต้านทานอาหารประเภทก้าวร้าวและปกป้องโลหะของกระป๋อง (6) และถนอมอาหารและคงคุณสมบัติทางประสาทสัมผัสไว้เป็นเวลาหลายปี (7)

2. สามารถผลิตและข้อมูลการตลาด

กระป๋องทำจากวัสดุที่แตกต่างกันสามชนิด ได้แก่ อลูมิเนียมเหล็กเคลือบดีบุก (เหล็กวิลาด) และเหล็กเคลือบโครเมียมอิเล็กโทรไลต์ (ECCS) กระป๋องสามารถขึ้นรูปเป็นกระป๋องเชื่อม 3 ชิ้น (3PC) กระป๋องแบบดึง 2 ชิ้นและวาดใหม่ (DRD) หรือเป็นกระป๋องแบบดึงและรีด 2 ชิ้น (D& I) โดยขึ้นอยู่กับวัสดุและกระบวนการผลิตกระป๋องส่วนใหญ่จะเคลือบภายในและภายนอกด้วยฟิล์มที่มีความหนา 1 ถึง 10 µm โดยปกติการเคลือบจะใช้กับทั้งสองด้านของแผ่นโลหะเชิงระนาบหรือขดลวดโดยการเคลือบลูกกลิ้งก่อนที่จะขึ้นรูปกระป๋อง หรืออีกวิธีหนึ่งคือการพ่นสารเคลือบบนกระป๋องสำเร็จรูป กระป๋องดีบุกใช้โดยไม่มีการเคลือบภายในสำหรับน้ำผลไม้ที่มีสีอ่อนกรดและผลไม้ (เช่นสับปะรดลูกแพร์พีช) เนื่องจากดีบุกถูกออกซิไดซ์ได้ง่ายกว่าอาหารจึงป้องกันการเปลี่ยนสีและรสชาติที่เกิดจากการออกซิเดชั่นของผลไม้ กระป๋องอาหารมักจะผ่านการฆ่าเชื้อด้วยความดันโดยมีเงื่อนไขที่แน่นอนขึ้นอยู่กับประเภทอาหาร อย่างไรก็ตามกระป๋องเครื่องดื่มอาจพาสเจอร์ไรส์หรือฆ่าเชื้อในกระป๋องที่ปิดสนิทหรือบรรจุภายใต้สภาวะปลอดเชื้อ

มีการผลิตกระป๋องเครื่องดื่มมากกว่า 300,000 ล้านกระป๋องทั่วโลกในแต่ละปี ในปี 2014 90% ของกระป๋องเครื่องดื่มทำจากอลูมิเนียม ส่วนที่เหลืออีก 10% ประกอบด้วยเหล็ก นอกจากนี้คาดว่ามีการขายกระป๋องอาหาร 75 พันล้านกระป๋องทั่วโลกในปี 2554 ในปี 2556 มีรายได้ทั่วโลกประมาณ 30,000 ล้านเหรียญสหรัฐและ 9 พันล้านเหรียญสหรัฐจากกระป๋องเครื่องดื่มและอาหารตามลำดับ ในปี 2554 กำลังการผลิตกระป๋องเคลือบทั่วโลกอยู่ที่ 800,000 เมตริกตันซึ่งสอดคล้องกับมูลค่าตลาด 2.8 พันล้านยูโร

3. สารเคลือบ: คุณสมบัติและทางเลือกอื่น

การเคลือบสามารถที่แตกต่างกันจำนวนมากมีวางจำหน่ายทั่วไป แต่ส่วนใหญ่จะขึ้นอยู่กับฟังก์ชันการทำงานของสารเคมีที่ จำกัด (ตาราง) สารเคลือบผิวประกอบด้วยสารเติมแต่งที่แตกต่างกันเช่นสารช่วยเพิ่มการลื่นไถลของพื้นผิวตลอดจนความต้านทานต่อการสึกกร่อนและรอยขีดข่วนของสารเคลือบกระป๋องน้ำมันหล่อลื่นสารป้องกันการเกิดฟองกาวสารกำจัดกรดไฮโดรคลอริกและสี

การเคลือบด้วยอีพ็อกซี่มีส่วนแบ่งการตลาดสูงสุดมากกว่า 90% อย่างไรก็ตามผู้ผลิตและ บริษัท อาหารสามารถเริ่มเปลี่ยนการเคลือบอีพ็อกซี่ที่ใช้ BPA ได้โดยใช้ทางเลือกอื่นอันเป็นผลมาจากหลักฐานทางพิษวิทยาการอภิปรายสาธารณะและการตัดสินใจด้านกฎระเบียบล่าสุด ปัจจุบันมีการใช้สารเคลือบอะคริลิกและโพลีเอสเตอร์เป็นทางเลือกรุ่นแรกสำหรับการเคลือบอีพ็อกซี่และเมื่อเร็ว ๆ นี้ได้มีการพัฒนาสารเคลือบอีพ็อกซี่โพลีโอเลฟินและไม่ใช่ BPA สิ่งประดิษฐ์เพิ่มเติม ได้แก่ ระบบดักจับ BPA และสารเคลือบด้านบน การเคลือบทางเลือกเหล่านี้ส่วนใหญ่มีราคาแพงกว่าการเคลือบอีพ็อกซี่และอาจไม่แสดงลักษณะที่เหมือนกันซึ่งเกี่ยวกับความเสถียรและการใช้งานที่เป็นสากล

เคลือบอีพ็อกซี่

ในทศวรรษที่ 1950 เรซินอีพ็อกซี่ถูกนำมาใช้เป็นสารเคลือบสำหรับกระป๋องอลูมิเนียมและเหล็ก ความเสถียรฟังก์ชันการป้องกันและคุณสมบัติทางเทคนิคทำให้เป็นวัสดุเคลือบที่ใช้กันมากที่สุด สารเคลือบอีพ็อกซี่ส่วนใหญ่สังเคราะห์จากบิสฟีนอล A (BPA, CAS 80-05-7) และอีพิคลอโรไฮดรินสร้างบิสฟีนอลเอ - ดิจิไลซิดิลอีเธอร์เรซิน การเคลือบอีพ็อกซี่ผสมหลายชนิดได้รับการพัฒนาขึ้นโดยมีการเคลือบอีพ็อกซี่ - ฟีนอลิกเป็นกลุ่มย่อยที่สำคัญที่สุด เรซินผสมอื่น ๆ เช่นอีพ็อกซี่เอมีนอะคริเลตและแอนไฮไดรด์

Oleoresins

สารเคลือบแรกสามารถทำจากโอลีโอเรซินซึ่งเป็นส่วนผสมของน้ำมันและเรซินที่สกัดจากพืช Oleoresins ค่อนข้างยืดหยุ่นและใช้งานได้ง่าย แต่ไม่ยึดติดกับพื้นผิวโลหะได้ดีมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ จำกัด และต้องใช้เวลาในการบ่มนาน นอกจากนี้อาจเปลี่ยนคุณสมบัติทางประสาทสัมผัสของอาหาร

ไวนิล

สารเคลือบไวนิลสังเคราะห์จากไวนิลคลอไรด์และไวนิลอะซิเตท มีความยืดหยุ่นสูงและมีเสถียรภาพภายใต้สภาวะที่เป็นกรดและด่าง แต่ไม่สามารถยึดติดกับโลหะได้ดีและไม่ทนต่ออุณหภูมิสูง การเคลือบไวนิลต้องใช้พลาสติไซเซอร์และสารทำให้คงตัวและมักผสมกับเรซินอื่น ไวนิลออร์กาโนซอลเตรียมจากสารแขวนลอยของเรซินในตัวทำละลายอินทรีย์ Organosols มีความทนทานต่อสารเคมีเสถียรภาพทางความร้อนและคุณสมบัติการยึดเกาะที่สูงกว่าการเคลือบไวนิล

ฟีนอลิก

เรซินฟีนอลิกประกอบด้วยฟีนอลและอัลดีไฮด์ ทนต่อการกัดกร่อนสูงและป้องกันกระป๋องจากการย้อมสีซัลไฟด์ ฟีนอลิกมีความยืดหยุ่นต่ำไม่ยึดติดกับโลหะได้ดีและอาจทำให้กลิ่นและรสชาติของอาหารเปลี่ยนไป ใช้เป็นสารเคลือบสำหรับถังและถัง แต่ไม่ใช้เรซินฟีนอลิกแบบไม่ผสมในกระป๋องอาหารและเครื่องดื่ม อย่างไรก็ตามฟีนอลิกเป็นสารเชื่อมขวางทั่วไป (เช่นในเรซินอีพอกไซด์) และเพิ่มความต้านทาน

อะคริลิค

เรซินอะคริลิกมักสังเคราะห์จากเอทิลอะคริเลต มีลักษณะที่สะอาดและแสดงความต้านทานการกัดกร่อนและคราบซัลไฟด์ แต่จะเปราะและอาจเปลี่ยนรสชาติและกลิ่นของอาหารได้

โพลีเอสเตอร์

กรดไอโซฟทาลิก (IPA) และกรดเทเรฟทาลิก (TPA) เป็นกรดคาร์บอกซิลิกหลักที่ใช้ในการเคลือบโพลีเอสเตอร์ เรซินโพลีเอสเตอร์สามารถจับได้ง่ายในระหว่างกระบวนการผลิตและยึดติดกับพื้นผิวโลหะได้ดี แต่มักจะไม่คงตัวภายใต้สภาวะที่เป็นกรดและมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ไม่ดี หรืออีกวิธีหนึ่งคือการใช้สารเคลือบโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET) ในการเคลือบกระป๋องเครื่องดื่ม แต่จำเป็นต้องใช้กาวเพื่อผูก PET เข้ากับโลหะ

โพลีโอเลฟินส์

สารเคลือบที่อาศัยการกระจายตัวของโพลีโอเลฟินได้เข้าสู่ตลาดเมื่อไม่นานมานี้ ตามที่ผู้ผลิตการเคลือบโพลีโอเลฟินขั้นสุดท้ายแสดงถึงการป้องกันการกัดกร่อนการยึดเกาะและความยืดหยุ่นโดยไม่ส่งผลกระทบต่อรสชาติของอาหาร

4. ระเบียบ

U.S.

มีการเคลือบโพลีเมอร์และเรซิน21 CFR 175.300. รหัสนี้แสดงรายการสารเริ่มต้นที่อนุญาตและระบุเงื่อนไขการทดสอบและขีด จำกัด การย้าย สารเคลือบที่มีคุณสมบัติตรงตามข้อกำหนดเหล่านี้เป็นไปตามกฎหมายหรือไม่ ในเดือนพฤษภาคม 2558 สำนักงานการประเมินความเสี่ยงต่อสุขภาพสิ่งแวดล้อม (OEHHA) ของแคลิฟอร์เนียได้เพิ่ม BPA ลงในรายชื่อสารเคมีทราบว่าก่อให้เกิดอันตรายต่อระบบสืบพันธุ์ภายใต้ข้อเสนอ 65. ขณะนี้ผู้ผลิตผู้จัดจำหน่ายและผู้ค้าปลีกต้องแจ้งให้ผู้บริโภคทราบถึงผลิตภัณฑ์ที่มี BPA พร้อมคำเตือนที่ชัดเจนและสมเหตุสมผลเกี่ยวกับอันตรายจากสารเคมี (FPFรายงาน).

ยุโรป

การเคลือบสามารถไม่ได้รับการควบคุมโดยกฎหมายทั่วทั้งสหภาพยุโรป แต่มาตรการระดับชาติมีอยู่ในเนเธอร์แลนด์เบลเยี่ยม, สาธารณรัฐเช็ก, กรีซ, อิตาลี, สโลวาเกีย, ฝรั่งเศสและสเปน กฎระเบียบที่สอดคล้องกันสำหรับสารเคมีเฉพาะที่ทราบว่าย้ายจากสารเคลือบสามารถมีอยู่สำหรับบิสฟีนอล A diglycidyl ether (BADGE) และอนุพันธ์ (ระเบียบคณะกรรมการEC 1895/2005) และสำหรับดีบุกอนินทรีย์ (Commission RegulationEC 242/2004). ร่างข้อบังคับคณะกรรมการเกี่ยวกับการใช้ BPA ในการเคลือบเงาและสารเคลือบในปัจจุบันเสนอให้มีการ จำกัด การย้ายถิ่นที่เฉพาะ 0.05 มก. / กก. (FPFรายงาน). ในฝรั่งเศสห้ามใช้ BPA ใน FCM รวมถึงบรรจุภัณฑ์ภาชนะและเครื่องใช้ทั้งหมดที่ตั้งใจให้สัมผัสกับอาหารโดยตรง (LOIn° 2010-729) (FPFรายงาน).

5. การโยกย้ายการเปิดรับ& biomonitoring

การศึกษาส่วนใหญ่ตรวจสอบการอพยพทางเคมีจากกระป๋องอาหารที่มุ่งเน้นไปที่ BPA BADGE และอนุพันธ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งปริมาณข้อมูลสำหรับ BPA เป็นพื้นฐานที่ดีสำหรับการประมาณการการสัมผัส อย่างไรก็ตามการอพยพทั้งหมดจากกระป๋องอาจมีโอลิโกเมอร์ตัวเร่งปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยาน้ำมันที่บริโภคได้อีพอกซิไดซ์เรซินอะมิโนเรซินอะคริลิกเอสเทอร์ต่างๆแว็กซ์น้ำมันหล่อลื่นและโลหะ นอกจากนี้สารที่เพิ่มโดยไม่ได้ตั้งใจ (NIAS) เช่นสิ่งสกปรกผลพลอยได้จากปฏิกิริยาและผลิตภัณฑ์จากการย่อยสลายโดยทั่วไปถือเป็นส่วนหนึ่งของการย้ายถิ่น การประมาณค่าสัมผัสสำหรับสารผสมเหล่านี้ซึ่งมักจะซับซ้อนนั้นยากกว่ามากหรือคำนวณไม่ได้เนื่องจาก NIAS จำนวนมากเป็นสารที่ไม่รู้จักหรือไม่สามารถระบุได้

มีความสัมพันธ์กันระหว่างการที่มนุษย์ได้รับสาร BPA และการบริโภคอาหารกระป๋องและเครื่องดื่มกระป๋องในระดับที่ต่ำกว่ามาก ในปี 2555 การศึกษาพบว่า BADGE และอนุพันธ์ของมันถูกตรวจพบในตัวอย่างทดสอบทั้งหมดจากสหรัฐอเมริกาและจีนและความเข้มข้นของปัสสาวะเกินกว่า BPA ถึง 3 ถึง 4 เท่า

6. ผลกระทบต่อสุขภาพ

โดยทั่วไปสารเคลือบสามารถปล่อยส่วนผสมทางเคมีที่ซับซ้อนลงในอาหารได้และมีเพียงไม่กี่คนเท่านั้นที่ได้รับการทดสอบอย่างละเอียด มีข้อมูลความเป็นพิษอย่างกว้างขวางสำหรับ BPA ซึ่งครอบคลุมจุดสิ้นสุดที่แตกต่างกันเช่นผลกระทบต่อระบบสืบพันธุ์และพัฒนาการตลอดจนผลกระทบทางระบบประสาทการปรับภูมิคุ้มกันหัวใจและหลอดเลือดและการเผาผลาญ ในปี 2547 BADGE ได้รับการตัดสินว่าไม่สร้างความกังวลต่อความเป็นพิษต่อพันธุกรรมการก่อมะเร็งความเป็นพิษต่อระบบสืบพันธุ์และความเป็นพิษต่อพัฒนาการ อย่างไรก็ตามการศึกษาล่าสุดพบว่ามีผลกระทบบางประการต่อจุดสิ้นสุดของการเกิดมะเร็งและพัฒนาการ

สารที่อพยพจำนวนมากไม่เป็นที่รู้จักอย่างสมบูรณ์ แต่อาจมีส่วนอย่างมากต่อความเป็นพิษของสารอพยพ ในปี 2549 ผลกระทบทางเซลล์ของการย้ายถิ่นจากการเคลือบด้วยอีพ็อกซี่และโพลีเอสเตอร์ได้รับการทดสอบโดยใช้ชุดการทดสอบ ผลของการตรวจเหล่านี้แสดงให้เห็นว่ามีเพียง 0.5% ของผลกระทบต่อเซลล์ที่วัดได้ในการย้ายจากการเคลือบอีพ็อกซี่เท่านั้นที่สามารถตรวจสอบย้อนกลับไปที่ปริมาณ BPA, BADGE และ BADGE · H2O ตัวอย่างนี้แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของการทดสอบที่กำหนดเป้าหมายไปยังการย้ายข้อมูลขั้นสุดท้ายและไม่ใช่เฉพาะสารเดี่ยวในระหว่างการประเมินความเสี่ยง