Из чего делают банки для пива

Упаковка для пива и напитков

Алюминиевые банки для пива и других напитков популярны во всем мире с 60-х годов прошлого века. В США почти 100 % пива продается в алюминиевых банках, в Европе – где-то 50 %. Алюминиевые банки потребляются в огромных количествах в основном в двух типах емкости: 0,33 и 0,50 л. Большие объемы производства оправдывают высокоскоростные, высокоточные производственные линии. Кроме того, эти основные типоразмеры алюминиевых банок имеют одинаковый диаметр, используют одинаковые крышки и отличаются только высотой.

Огромное преимущество алюминиевых пивных банок перед основным конкурентом – стеклом – возможность полной переработки алюминиевых банок после их использования в новые пивные банки.

Сколько весит пивная банка

• Вес алюминиевой банки снижается из года в год: за 25 лет она стали легче процентов на 30.
• Современная пустая банка из под пива емкостью 0,5 л – корпус, крышка и механизм открывания – весит около 15,5 г
• Чтобы собрать один килограмм алюминиевого лома из пивных банок, надо, чтобы их было около 65 штук. О переработке лома алюминиевых банок см. здесь.

Конструкция

Алюминиевые пивные банки (и для газированных напитков тоже) должны выдерживать внутреннее избыточное давление до 6 атмосфер. Поэтому конструкция банки включает толстое куполообразное дно и довольно тонкие стенки, которые, однако, с помощью внутреннего давления обеспечивает банке достаточную конструктивную прочность. Общий вид типичной пивной банки и назначение различных ее элементов показано на рисунке 1.

Рисунок 1 – Детали конструкции алюминиевой банки и их функции [2]

Высота и диаметр пивной банки

Действует отечественный нормативный документ на конструкцию алюминиевой банки – ГОСТ Р 51756-2001 “Банки алюминиевые глубокой вытяжки с легковскрываемыми крышками”. Он, конечно же, согласуется с аналогичными международными нормативами. Согласно ему основные параметры и размеры пивных алюминиевых банок следующие (с точностью до 1 мм).

Высота пивной банки:

• Банка емкостью 0,33 л – 115 мм
• Банка емкостью 0,05 л – 168 мм

Диаметр пивной банки:

• Дно банки – 66 мм
• Крышка банки – 59 мм.

Толщина стенки пивной банки

Корпус алюминиевой банки изготавливают путем вытяжки за два прохода из плоской круглой заготовки так называемой «чашки». Затем стенки этой чашки утоняют при их последовательной раскатке до толщины всего лишь в одну треть от первоначальной (рисунок 2). Дно банки профилировано особым образом не только для того, чтобы выдерживать высокое внутреннее давление, но и для хорошего совмещения с крышкой нижестоящей алюминиевой банки – для удобства упаковки. Стенку банки раскатывают до толщины 0,110 мм почти по всей высоте. В настоящее время минимальная толщина стенки, сообщают, уже доходит до 0,08 мм.

Рисунок 2 – Толщина стенки банки имеет различную толщину [1].

В верхней части корпуса банки стенка потолще и толщина пивной банки в этом месте составляет 0,16 мм. Это нужно как для удобства формирования суженой «горловины», так и для создания прочного соединения с крышкой. Алюминиевые крышки банок поставляют отдельно и устанавливают на корпус с помощью известного шва «двойной замок» сразу после наполнения банки пивом или другим напитком (рисунок 3).

Рисунок 3 – Конструкция соединения крышки банки с ее корпусом:
шов “двойной замок” [1]

Крышка пивной банки

Начало бурного роста популярности алюминиевых пивных банок относится к 1964 году, когда была изобретена конструкция “легковскрываемой” крышки. Это крышка открывалась голыми руками простым поворотом специального «ушка» (рисунок 4). Ушко устанавливают на крышку с помощью так называемой интегральной заклепки (рисунок 5). Ее называют интегральной, потому что она формируется непосредственно из металла крышки.

Рисунок 4 – Крышка легко открывается и остается на банке [1]

Рисунок 5 – Технология формовки интегральной заклепки на крышке банки [1]

Механизм открывания пивной банки

Задача ушка и лепестка (его называют еще и “язычком”), добиться хлопка выходящего углекислого газа при усилии на ушке около 3 килограммов и полного проталкивания лепестка (язычка) внутрь банки при усилии до 7 килограммов, причем лепесток должен остаться висеть внутри банки.

Это достигается выполнением по периметру лепестка специальных насечек такой глубины, что остается только 0,085 мм металла вблизи заклепки и 0,110 мм на противоположной стороне (рисунок 6). В то же время, материал на насечках достаточно прочен, чтобы не разрушаться в ходе технологического процесса или при разгрузке в магазине.

Внутри лепестка можно заметить еще один, внутренний ряд насечек. Они не такие глубокие и служат, как утверждают, для направленного течения металла на основных насечках и предотвращения разрывов основных насечек при их формировании.

Рисунок 6 – Хитроумные насечки обеспечивают
надежное открывание банки в два этапа:
сначала выпуск газа, затем проталкивание лепестка внутрь банки [1]

Материалы

Требования к материалам

Главным требованием к материалам пивных банок является их способность к формовке с большими пластическими деформациями. Алюминиевые сплавы подходят в этом смысле идеально. Кроме того, для крышек пивных банок важна способность предсказуемо разрываться по насечкам. Алюминий справляется с этим намного лучше, чем сталь. Еще одним положительным моментом является то, что и корпус, и крышка – алюминиевые, что сводят к минимуму любые возможные гальванические эффекты, которые могли бы приводить к ускоренной коррозии.

Материал корпуса

Детали пивных банок изготавливают из алюминиево-марганцевых и алюминиево-магниевых сплавов (таблица). Для корпуса банки применяют ленты толщиной 0,30 мм из алюминиевого сплава 3004 или его модификации – алюминиевого сплава 3104 – в состоянии Н19.

Материалы крышки и ушка

Для крышек применяют лакированную ленту из алюминиевого сплава 5182 в состоянии Н48 толщиной 0,26 мм, а для изготовления «ушек» – ключей легкого открывания – ленту из алюминиевого сплава 5042 в состоянии Н18 толщиной 0,45 мм.

Таблица – Алюминиевые сплавы пивной алюминиевой банки

Технология

Цикл производства алюминиевых банок

На рисунке ниже показан цикл производства алюминиевых банок для пива и прохладительных напитков.

Рисунок 7 – Типичный цикл производства алюминиевых пивных банок [4]

Алюминиевый лист в рулонах

Заводы по производству алюминиевых пивных банок потребляют большое количество алюминиевого листа, который поставляется в больших рулонах. Корпус и крышка банки изготавливаются из алюминиевых листов – из различных алюминиевых сплавов. Каждый рулон весит около 11 тонн и при его размотке лист проходит расстояние 9-13 километров.

Алюминиевые рулоны поступают на завод по производству алюминиевых банок и загружаются в “размотчик” (uncoiler). Это машина, которая разматывает алюминиевый лист в начале линии по производству банок. Здесь же на алюминиевый лист наносят специальную смазку. Эта смазка помогает алюминиевому листу более “гладко”, без повреждений, проходить все формообразующие операции.

Изготовление корпуса банки

Типичная последовательность технологических операций по изготовлению корпуса банки показана на рисунке 7. Первой операцией в производстве банок является вырубка круглых заготовок, например, диаметром 140 мм. Естественно, при этой вырубке образуются отходы: эти потери составляют около 12-14 %. Они сразу же отправляются на переплавку для изготовления нового листа и новых пивных банок.

Из исходной круглой заготовки методом глубокой вытяжки (штамповки) получают промежуточную заготовку – неглубокую “чашку” (рисунки 8 и 9). Из этой “чашки” методом раскатки получают уже почти готовый корпус банки, а также формируют купол днища (рисунки 8, 10, 11). Затем эту банку-полуфабрикат моют, наносят на нее рисунки и покрывают лаком и только после этого заканчивают ее механическую формовку – формирование горла и отбортовку (рисунок 8).

Рисунок 9 – Глубокая вытяжка – формовка “чашки” [2]

Рисунок 10 – Раскатка стенки банки [2]Рисунок 11- Формовка днища [2]

Изготовление крышки пивной банки

Алюминиевый лист подается в рулонах весом до 8 тонн. Из каждого рулона производится до 2,5 миллионов крышек. Алюминиевый лист, который имеет предварительное лаковое покрытие, подается в специальный пресс, на котором штампуют почти готовую крышку. Затем производят формирование сложной кромки крышки, которая потом обеспечит ее надежное соединение с корпусом банки.

Рисунок 12 – Еще не полностью готовая крышка [3]

Изготовление ушка пивной банки

Технология изготовления ушка – ключа-открывашки – включает около 13 операций (рисунок 13), прежде чем его можно будет устанавливать на крышке.

Рисунок 13 – Технологические операции изготовления ушка [3]

Лом алюминиевых пивных банок

Одна пивная банка емкостью 0,5 л весит около 15,5 г. Для одного килограмма алюминиевого лома из пивных банок 0,5 л надо собрать их около 65 штук.

Простой переплав отходов алюминиевых банок дает в среднем такой состав алюминия:

• Si – 0,26 %
• Fe – 0,40 %
• Cu – 0,20 %
• Mn – 0,86 %
• Mg – 1,22 %
• Ti – 0,04 %
• остальное – Al.

“Алюминий” такого химического состава вполне укладывается в интервалы химического состава сплавов 3004 и 3104 (см. таблицу выше), которые применяют для изготовления корпуса банки. Поэтому подавляющая часть лома алюминиевых банок возвращается к их производителям.

Поделиться в соц. сетях:

Днем рождения пивной банки считают 24 января 1935 года. Именно тогда впервые осуществили разлив пива в такую тару. Стоимость этой упаковки гораздо меньше, чем стекла. К тому же, банки делали яркими, наносили информацию о компании. Сначала для изготовления пользовались тремя кусками железа, а для открывания требовался специальный ключ. Современное колечко появилось только в 1963 году. И сейчас многие задаются вопросом: из чего делают пивные банки? Мы постараемся устранить этот пробел в общем развитии.

Из чего состоит банка?

Чаще всего объем такой посудины составляет 0,5 и 0,33 л. Производят их на высокоскоростных, высокоточных производственных линиях.

Важно! Основное преимущество этого материала в том, что его можно полностью переработать.

Банка для пива, как и для любого другого газированного напитка, должна справляться с внутренним избыточным давлением, которое может достигать шести атмосфер. Именно поэтому их конструкция предусматривает наличие толстого куполообразного дна и достаточно тонких стенок. Но эти стенки делают конструкцию достаточно прочной. Из чего делают банки для пива? Из алюминия, и вот таким образом:

• Плоскую круглую заготовку вытягивают по тех пор, пока не будет получена “чашка”.
• Затем выполняется утончение ее стенок.
• Дно профилируют особым образом для того, чтобы оно справлялось с высоким внутренним давлением. Кроме того, оно должно иметь хорошее совмещение с крышкой — так будет удобнее выполнять упаковку.
• Стенки банки доводят до толщины 0,08 мм практически везде. Однако сверху они более толстые – 0,16 мм.

Важно! Так нужно для того, чтобы формировать суженую горловину, а также создать прочное соединение с крышкой.

• Крышка также изготовлена из алюминия. Ее поставка осуществляется отдельно.
• Для соединения крышки и корпуса используется известный шов “двойной замок”.
• Выполнятся он после того, как в банку заливается пиво или другой напиток.

к содержанию ↑

Особенности крышки

Чтобы все правильно работало, для крышки используется алюминиевый сплав немного другого состава, чем для корпуса. Банка имеет вогнутое дно, поэтому конструкция справляется с давлением напитка. Кроме того, уменьшается риск того, что банка будет повреждена в процессе перевозок и складирования.

Итак, какие здесь есть технологические особенности изготовления:

• Крышку делают плоской, так как ее основные характеристики – твердость и прочность. Алюминиевый сплав в большем количестве содержит магний и в меньшем – марганец, чем в случае с корпусом.
• Толщина крышки значительно больше, чем у всей банки в целом.
• Среднюю часть этой детали делают слегка выпуклой. Ее выпрессовуют так, чтобы получилась заклепка.
• Отдельная деталь из металла – кольцо-ключ, ее накладывают сверху и закрепляют с помощью заклепки.
• Потом выполняются бороздки. Они необходимы для того, чтобы при открытии ключа крышка частично загибалась внутрь и открывание было правильным.

к содержанию ↑

И еще раз — почему алюминий?

Главное требование к материалу – возможность больших пластических деформаций при формовке. Алюминий – вот из чего сделана пивная банка, он просто идеален. К тому же, крышки пивных банок должны выгибаться по насечкам, чего не добиться у стали.

Важно! Один из положительных моментов того, что все детали банки сделаны из одного материала, в том, что невозможно возникновение гальванических эффектов, приводящих к ускоренному образованию ржавчины.

В чем польза банки для упаковки?

• Благодаря такой упаковке, в отличие от стекла, пиво не подвергается воздействию солнечного света и кислорода. В бутылках кислород оказывается благодаря прокладке в крышке. Мало кому интересно пить прокисшее пиво.
• Из-за проникновения солнечного света напиток обладает неприятным вкусом и запахом. После открытия бутылки достаточно понюхать запах. Если пахнет жженой резиной – пиво испорчено.
• Считается, что лучшее пиво – разливное. А оно, между прочим, разлито в кеги из металла, а банка – просто их миниатюрная копия.

Важно! Есть еще несколько мелочей:

• На охлаждение баночного пива в холодильнике потребуется гораздо меньше времени.
• Вес у банки значительно меньше.
• Банку не так просто разбить, если сравнивать со стеклянной бутылкой.

Практика розлива пива в металлические банки зародилась в первой половине прошлого века, и хотя сегодня пивная банка является повсеместным вариантом упаковки, её путь к «славе» был довольно тернистым. Об истории популярности банок рассказывает журнал Beer & Brewing. Pivo.by публикует перевод материала.

Фото: Daily Beast

Первое в современном понимании баночное пиво было изготовлено компанией Gottfried Krueger Brewing Company из Ньюарка (штат Нью-Джерси) в количестве 2 000 банок. Это была пробная партия пива (крепостью 3,2%), выпущенная для оценки потребительского отношения к новому формату тары (91% отзывов были положительными), и уже в 1935 году компания наладила серийное производство своего пива Krueger’s Finest и Cream Ale в «металлическом» формате. Ещё до того, как первое баночное пиво от Krueger поступило в продажу, пивоваренные компании Pabst и Anheuser-Busch предприняли в 1920-е годы несколько попыток розлива своего пива в металлические банки, но их новаторским планам не суждено было осуществиться из-за введения сухого закона.

Металлическая банка ёмкостью 12 унций для пива Krueger была изготовлена American Can Company, и уже через пять месяцев объёмы производства компании увеличились на 550%. Следующим по счёту «экспериментатором» стала пивоварня Northampton Brewery из Нортгемптона (штат Пенсильвания), выпустившая своё пиво Tru Blu Ale и Tru Blu White Seal Beer в металлических банках производства National Can Company.

В конце 1935 года компания Schlitz выпустила пиво в банке новейшего дизайна, которая закрывалась с помощью кроненпробки по аналогии с пивными бутылками. Новый формат крышки называли «носиком» или «перевёрнутой воронкой». Его разработка связана в первую очередь с тем, что потребителей немного отпугивала необходимость открытия пивной банки с плоской крышкой с помощью специального ключа, которым приходилось протыкать верхнюю часть банки. К тому же, переход на новый формат оказался безболезненным, благодаря простой и относительно недорогой конверсии линий по укупорке бутылок за счёт несложной модификации конструкции наполнителей. Первые пивные банки, изготовленные за пределами США, имели крышку в форме перевёрнутой воронки и состояли из трёх листов металла — для дна, стенок и крышки.

В январе 1936 году британская пивоваренная компания Felinfoel Brewery выпустила пэйл-эль в банке нового формата с крышкой в виде перевёрнутой воронки, который стал первым пивом в Европе, поступившим в продажу в металлических банках. Некоторые, однако, утверждают, что первым европейским производителем баночного пива была пивоварня Tennent’s Brewery из Глазго. К началу Второй мировой войны выпуск баночного пива в Европе также наладили такие компании, как Simonds (Рединг), Watney’s (Лондон) и McEwan’s (Эдинбург).

Между тем в США компания Pabst примкнула к новому тренду, приступив к розливу своего экспортируемого пива (продолжив выпуск пива Blue Ribbon в стеклянной таре) в металлические банки с плоской крышкой. Это были первые пивные банки, изготовленные из нового облегчённого варианта тонколистовой лужёной жести 2CR. Поскольку олово в США не добывают, с началом Второй мировой войны все запасы этого ценного металла пошли на нужды армии. В результате пивные банки по-прежнему изготавливали из жести, но без добавления олова, со смоляным покрытием.

В 1937 году на пивном рынке США развернулась нешуточные конкурентные баталии. Компания Crown, Cork and Seal выпустила пивные банки ёмкостью одна кварта с крышкой в форме перевёрнутой воронки. В ответ American Can Company изготовила пивную банку аналогичной ёмкости, но с плоской крышкой.

«Закат» первого поколения пивных банок с крышками в форме перевёрнутой воронки начался в 1938 году, когда Continental Can Company, которая разработала первую такую банку для Schlitz, переориентировала своё производство на банки с плоской крышкой. Первой, кто воспользовался новыми пивными банками, стала пивоваренная компания Old Dutch Brewery из Бруклина. В Европе в связи со Второй мировой войной производство металлических банок было приостановлено вплоть до 1950-х.

В 1940 году в США Crown, Cork and Seal представила новый формат пивной тары под названием «краунтейнер» — двухкомпонентную металлическую банку с крышкой в форме перевёрнутой воронки производства Schmidt’s из Филадельфии. Новая банка была изготовлена из чёрной жести с покрытием из порошкового алюминия, использованного вместо олова.

Продажа баночного пива, изготовленного в США, была запрещена с 1942 по 1947 по причине войны. В 1950-е годы пивные банки с крышкой в форме перевёрнутой воронки постепенно утратили свою актуальность, и в 1960 годы были проданы их последние экземпляры.

В конце 1950-х некоторые пивоварни использовали новый формат пивной банки, который окрестили «для вечеринки» (ёмкостью 4 или 7 пинт), но он не пользовался такой популярностью в США, какую он завоевали в Европе, поэтому в 1973 году в Северной Америке последние образцы такой банки были использованы для розлива пива от Koch’s Brewery (Дюнкерк, штат Нью-Йорк).

Фото: Tasty Island

От металлических пивных банок с покрытием из олова и других материалов перейдём к пришедшим им на смену алюминиевым банкам. Они выпускались в двух вариантах: в формате со стальными стенками и дном вкупе с алюминиевой крышкой, снабжённой специальным клапаном (кольцом), и в полностью алюминиевой версии, изготовленной из двух металлических листов.

В 1958 году Hawaii Brewing Company представила пиво Primo Beer в алюминиевой банке ёмкостью 11 унций, а в 1959 году компании Coors (Голден, штат Колорадо) и Gunther (Балтимор, штат Мэриленд) впервые за историю своего существования использовали алюминиевую тару (банки ёмкостью 7 унций) для розлива своей пивной продукции. В 1960 году Schlitz была первой компанией, которая выпустила пиво в стальной банке с алюминиевой крышкой, что стало последней попыткой использования стали в качестве современного упаковочного материала в сфере розлива напитков.

В 1960–1970-е годы большое внимание было уделено разработке методов и технологий открытия пивных банок. Так, в 1965 году компания Schlitz представила на национальном уровне пивную банку с кольцом на крышке в качестве открывающего механизма. К 1969 году продажи баночного пива в Соединенных Штатах превысили объёмы реализации его бутылочных версий.

В 1970-х были впервые выпущены пивные банки с лёгким изгибом стенок на стыке с дном и крышкой, диаметр которых был уменьшен. Далее последовали годы исследований и разработок по снижению массы и без того лёгких пивных банок из алюминия. Текущие исследования сосредоточены в основном на поиске новых материалов для покрытия внутренних стенок пивной банки, которые не содержат бисфенол-A (BPA), и первое поколение таких банок уже поступило в продажу.

Фото: The Brewing Projekt

В силу особенностей развития пивной индустрии того времени пивоваренные компании, которые первыми начали использовать металлические банки для розлива пива, были крупными национальными корпорациями. Ситуация стала меняться в начале 1990-х, когда крафтовые и мини-пивоварни стали экспериментировать с металлической тарой.

Региональные пивоварни, такие как, например, Eau Claire Brewing из Висконсина, часть своего пива, вроде Eau Claire All-Malt Beer, выпускали в металлических банках самостоятельно, а производство других сортов заказали у сторонних пивоваренных компаний. Примером тому может служить лагер Chief Oshkosh Red Lager, который был сварен по контракту в Stevens Point и выпущен в 1991 году. Спустя четыре года в продажу поступили Pete’s Wicked Ale и Pete’s Summer Brew, которые были упакованы в металлическую тару по месту их производства в крупных пивоварнях.

Другие контрактные пивоварни также активно использовали линии по розливу пива в металлические банки, но в лучшем случае, что им удалось добиться, — это незначительное повышение объёма продаж. В 1999 году Cask Brewing Systems представила на рынке первые ручные аппараты для розлива пива в металлические банки и их укупорки стоимостью $10 000.

Фото: Oskar Blues Brewery

Следует упомянуть Oskar Blues Brewery из Лайонса (штата Колорадо), ставшую первой крафтовой пивоварней в США, которой удалось добиться успеха на своем поприще и переориентировать американскую индустрию крафтового пива на «металлический» формат тары, начиная с 2002 года. Сегодня с трудом можно найти в США пивоварню, независимо от её размеров, которая не использует металлические банки в качестве упаковки своей продукции, осуществляемой будь то с помощью небольшого разливочного аппарата ручного управления, мобильной системы розлива или полностью автоматизированной упаковочной линии.

Современный потребитель крафтового пива ожидает увидеть любимый напиток в металлической банке, независимо от способа его розлива, которая ещё и выделяется среди ей подобных ярким или креативным оформлением. Мы, потребители, десятилетиями используем пивную банку, а её будущее по-прежнему представляется радужным. Пройдя путь от скромных начинаний до многочисленных модификаций, этот вид упаковки наверняка станет одним из элементов эволюции, продолжая служить своей цели и являясь крупнейшим в мире «потребителем» алюминия на годы вперед.