啤酒瓶皇冠蓋銹蝕是啤酒企業(yè)普遍存在的問題,，也一直受到啤酒生產(chǎn)者的高度重視,。本文從材質(zhì)、環(huán)境,、生產(chǎn)工藝,、設(shè)備、殺菌水pH及過程控制等方面,，對瓶蓋銹蝕發(fā)生機理和影響因素進行了分析和討論,，并提出一些預防對策。
1 瓶蓋生銹部位分析以及產(chǎn)生的影響
1.1 瓶蓋生銹部位
啤酒包裝壓蓋過程中,，瓶蓋一些部位的防銹層會被破壞,，此防銹層由瓶蓋加工輔助材料組成，主要有電鍍層,、油墨,、涂料和黏結(jié)劑等。被破壞的部位見圖1所示,。
1）部位A
在壓蓋過程中,，瓶口外邊緣與瓶蓋內(nèi)表面齒邊凸起部分在機械壓力作用下劇烈沖壓摩擦，導致部位A處防銹層脫落,。
2）部位B
在壓蓋過程中,，壓蓋頭金屬鋼剜內(nèi)表面與瓶蓋裙角外切邊緣產(chǎn)生強烈沖壓摩擦，導致部位B處防銹層脫落,。
3）部位C
部位C不是包裝壓蓋引起的,，而是制造瓶蓋時在沖壓成型所形成的橫截面，目前國內(nèi)瓶蓋廠對此部位無防銹處理,。
1.2 瓶蓋生銹所產(chǎn)生的影響
瓶蓋的作用是密封,、隔氧、防污染,，即保護酒體的作用,，同時又起到美化作用。瓶蓋生銹后直接影響啤酒的感官美觀,，給人不良的視覺感受,，產(chǎn)品形象大打折扣，削弱了消費者對產(chǎn)品的信賴度,。銹蝕嚴重,，喝啤酒時會有一股鐵腥味，影響啤酒的口感和風味,，從而影響市場競爭力,。
2 瓶蓋防銹層被破壞部位的生銹機理分析
生銹即銹蝕，是指金屬與大氣環(huán)境中的氧,、水分及其它雜質(zhì)接觸而引起的變色或腐蝕,。
一般將金屬腐蝕分為電化學腐蝕和化學腐蝕兩類,。瓶蓋銹蝕屬于電化學腐蝕，是瓶蓋無防銹層部位與周圍的電解質(zhì)溶液相接觸時發(fā)生電化學反應(yīng)而導致的,。當鐵蓋暴露在潮濕的空氣中時,，表面會附著一層極微薄的水膜，并形成電解質(zhì)溶液,。此時,，鐵作為原電池的陰極被氧化為Fe2+，而電子將轉(zhuǎn)移到鐵蓋內(nèi)部的雜質(zhì)陽極上,。
電化學腐蝕又分為析氫腐蝕和吸氧腐蝕,，反應(yīng)式如下：
(1)析氫腐蝕：由于有氫氣放出，所以稱之為析氫腐蝕,。
陰極(Fe)：Fe=Fe2++2e- ,、Fe2+＋2OH=Fe(OH)2 ；陽極(雜質(zhì))：2H+＋2e-=H2↑,；
總反應(yīng)：Fe＋2H2O=Fe(OH)2＋H2↑
(2)吸氧腐蝕：由于吸收氧氣,，所以也叫吸氧腐蝕。
陰極(Fe)：Fe=Fe2+＋2e-,；陽極(雜質(zhì))：O2＋2H2O＋4e-=4OH-,；
總反應(yīng)：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2
析氫腐蝕與吸氧腐蝕生成的Fe(OH)2被氧所氧化，生成Fe(OH)3脫水生成Fe2O3 鐵銹,。鋼鐵制品在大氣中的腐蝕主要是吸氧腐蝕,。銹蝕發(fā)生后金屬表面先開始發(fā)暗，進一步出現(xiàn)棕黃色,，嚴重時呈現(xiàn)黑褐色,。如，F(xiàn)e2O3,、Fe3O4分別為紅褐色,、黑色。
3 模擬銹蝕試驗
3.1 化學試驗
將瓶蓋置于用20g分析純硫酸銅,、10ml 35%分析純鹽酸和70ml蒸餾水配制的溶液中浸泡300s后取出,，并用水沖洗干凈，觀察除切邊外各部分的銹斑情況,。表1是我們檢測的兩個廠家的瓶蓋銹蝕試驗結(jié)果,，可以看出a廠蓋耐腐蝕性較b廠蓋要好。
3.2 生產(chǎn)試驗
取正常生產(chǎn)時壓蓋殺菌后的酒樣,，分別置于常溫環(huán)境和冷藏環(huán)境下存放10天后,，開蓋觀察銹斑情況以及瓶口銹跡情況。對過頂頭標品種還可取貼標后的酒樣按此方法試驗,。
4 影響生銹的因素分析華夏酒報:郵發(fā)代號23-189 當?shù)剜]局可訂閱
4.1 材質(zhì)
國標規(guī)定,，啤酒瓶蓋的制造材料是采用鍍錫或鍍鉻的薄鋼板，俗稱馬口鐵（見表2）,。其抗銹蝕性能主要由其本身的鈍化質(zhì)量,、鍍層質(zhì)量和厚度來保證。通常認為,，鍍層越厚越不易銹蝕,，但太厚若制蓋溫度等處理不當則在壓蓋時更易脫落。
另外,，影響金屬電化學銹蝕的內(nèi)部因素主要是材料的熱不穩(wěn)定性,，或者說是金屬表面電化學的不均勻性，再加上加工工藝的局限性造成金屬各部分形變不均勻性及內(nèi)應(yīng)力的不均勻性,，當金屬表面存在水膜時,，電化學腐蝕就不可避免。例如在鐵板彎曲處的銹蝕,，就是這個原因引起的,。
4.2 環(huán)境因素
環(huán)境相對濕度的大小對銹蝕速度的影響很大。當相對濕度較大時,，瓶蓋表面水膜厚度處于100nm左右,，氧氣比較容易透過水膜聚集在瓶蓋表面，此時將達到較高的腐蝕速度,，水膜厚度與銹蝕速度的關(guān)系見圖2所示,。
在高溫高濕環(huán)境中，金屬容易生銹,，但在高溫低濕下,，金屬生銹卻很慢。資料表明,，金屬的臨界相對濕度為70%,。因此，當相對濕度達到70%或以上時,，溫度的變化對銹蝕速度影響較明顯,，溫度越高，銹蝕越快,。但當相對濕度低于70%,，溫度對銹蝕的影響較小。
另外,，當空氣中鹽霧,、SO2等工業(yè)有害氣體及腐蝕性塵埃含量較高時，同樣會加速銹蝕。
4.3 灌裝工藝和過程控制因素
在此按生產(chǎn)銹蝕試驗的方法,，結(jié)合生產(chǎn)控制,，對銹蝕情況進行分析和討論。
4.3.1 瓶口質(zhì)量
啤酒瓶口外緣成型結(jié)構(gòu)和光滑程度是影響部位A銹蝕的重要因素,。按國標規(guī)定,，啤酒瓶外口徑標準為26.3mm—26.9mm。�,？p線要求：尖銳刺手的不允許有,，凸出量不大于0.5mm，初型�,？p線明顯的不允許有,。但對瓶口水平模縫線的位置沒有作出明確的規(guī)定,，因此,，不同廠家生產(chǎn)的啤酒瓶壓蓋后銹蝕情況有不同。由圖3可見,，B廠瓶所產(chǎn)生的蓋內(nèi)銹蝕斑點平來源華夏酒報均值較A廠略低,。通過對瓶口統(tǒng)計觀察發(fā)現(xiàn)，B廠瓶唇部均能看到水平�,？p線,，即這些瓶不易造成蓋內(nèi)A部位銹蝕。
4.3.2 壓蓋
如前文所述,，壓蓋將導致部位A,、部位B存在不同的損傷，使瓶蓋鋼基暴露于空氣中而引起銹蝕,。實踐表明,，灌裝機壓蓋時瓶蓋的氣密性直接影響瓶蓋壓痕的嚴重性和對部位A、部位B破損程度,，從而直接影響到生銹情況,。壓蓋松緊度由塞規(guī)檢測，見表4,。
表3統(tǒng)計的是兩包裝線壓蓋質(zhì)量對瓶蓋銹蝕影響的結(jié)果,。可以看出,，同蓋不同生產(chǎn)線及同生產(chǎn)線不同蓋所表現(xiàn)的銹蝕情況是不同的,，同時也說明了壓蓋松緊度和壓痕損傷比例均對瓶蓋銹蝕產(chǎn)生重要的影響。生產(chǎn)中必須在兩者之間找到平衡點,，同時保證壓蓋機的性能可靠,。
4.3.3 殺菌水pH
據(jù)有關(guān)資料介紹,，pH為6—8的水中，鐵的銹蝕速度很穩(wěn)定,。在pH為4—9的充氣軟水中,，鐵的銹蝕速度為250um/a；當pH大于9時則銹蝕速度下降,；當pH小于4時,，銹蝕速度加快,。
成品啤酒pH通常為4.0—4.4,。所以在殺菌機運行過程中，爆瓶率越高,，則殺菌水的pH越低,，蓋銹蝕越快越嚴重。表5跟蹤的溢流水pH對瓶蓋銹蝕的影響結(jié)果,，表明殺菌水pH對瓶蓋的銹蝕有一定的影響,。
5 防銹蝕措施
瓶蓋生銹是一種必然現(xiàn)象，因此,，生產(chǎn)中只能采取一些措施來防止或延緩銹蝕的發(fā)生,，但完全杜絕是不可能的。
5.1 金屬板材的抗銹蝕性能主要靠其本身的鈍化質(zhì)量,、材料成分,、鍍層質(zhì)量和厚度來保證。這些指標需要靠制蓋廠商保證,。但可以對質(zhì)量標準簽訂協(xié)議,，把好質(zhì)量關(guān)。
5.2 保證倉庫的干燥度,，以減緩瓶蓋庫存期的銹蝕速度,。避免與酸、堿及硫化物等腐蝕性物質(zhì)混存或接觸,。
5.3 加強殺菌機水質(zhì)監(jiān)控,，及時檢測各溫區(qū)水pH并適當調(diào)整。
5.4 定期檢修壓蓋機鋼剜,，控制適宜的壓蓋松緊度,，減少瓶蓋壓痕和劃痕，防銹層的損傷和脫落,。干包裝裝箱機抓瓶頭也要定期檢修,。
5.5 控制瓶頸空容積為5%，提高瓶蓋耐壓指標,，以減少爆瓶,，即避免殺菌水pH的下降,。
5.6 在殺菌機出口等適當位置安裝壓縮空氣吹風裝置，以及時吹干瓶口殘水,，使蓋子保持干燥,。
5.7 運輸成品過程中避免防銹層受損�,？刂瞥善穾旄稍锿L的環(huán)境,，避免高濕環(huán)境下溫度驟變。
6 小結(jié)
6.1 瓶蓋銹蝕的發(fā)生機理是復雜的,，影響因素是多方面的,、相互關(guān)聯(lián)的。
6.2 瓶蓋銹蝕對啤酒的產(chǎn)品形象和市場競爭力產(chǎn)生負面影響,，必須極力減輕瓶蓋銹蝕的發(fā)生
浙公網(wǎng)安備 33038102331908號
