工业物理应用方案 | 发源于战役的罐头，在"战疫"中发挥作用
 

　　2020年4月23日，上海 Oct 27 ,2020
 

　　近日，Costco来了一波惊人操作——推出了传说中的“末日求生罐头”，顾名思义就是为世界末日的到来而提前存粮，如果世界末日真的有一天降临，你就不愁没东西吃了。在疫情之下，囤一套“末日求生罐头”，足足可以让一家4口吃上一年！
 

　　世界末日尚且不说，但正在经历着*侵袭的地球，让大部分人都体验了长时间居家防疫的生活。也因此，罐头食品在这次的战疫中发挥了它的特性，满足了人们居家防疫期间对营养和口味要求。小小罐头，它的来历可不小，今天我们来说说。
 

　　罐头食物的悠久历史
 

　　罐头发明的直接动力，是战争。1795年，拿破仑出于战争的需要重金悬赏供食品保藏的方法。有食品加工业经验的法国人尼古拉·阿佩尔(nicolas appert，1749-1841)于1804年成功开发出一套保藏的方法，即将肉和黄豆装入广口瓶中，再轻轻塞上软木塞(保证气体能自由出入)置于热水中加热，至瓶中食品沸腾30~60分钟后，趁热将软塞塞紧，再用线和蜡密封，诞生了个现代罐头。
 

　　1810年英国商人彼得·杜兰德(Peter Durand)在英国获得了镀锡铁皮罐头，它是今天马口铁罐头的始祖。杜兰的朋友布莱恩·唐金和约翰·霍尔看中了这项，两人以1000英镑买下，随后便成立了马口铁罐头生产厂，他们于1813年获得了英国的大笔订单。罐头的科学原理直到半个世纪后才揭晓。
 

　　1937年，*的肉制品厂家荷美尔做出了名扬后世的SPAM罐头。这是二战美军重要的战争物资。SPAM午餐肉罐头有力支援了盟军军民，它更展示的美国国力，震撼了敌人。为二战反法西斯战争的胜利立下汗马功劳。
 

　　金属罐头的现代工艺
 

　　罐头为什么能让食物保存那么好呢？1860年代，法国生物学家巴斯德阐明了食品是细菌所致的原理。现代罐头的工艺必经流程是：装罐→密fen→杀菌→冷却→擦罐。
 

　　罐头食品是在食物完成灌装及密封后进行杀菌，把罐头内的细菌杀灭，同时阻止罐头外的细菌进入罐头，使罐头食品处在无菌状态下保存，自然就可长时间保存了。显然，罐头的密封性是至关重要的，它取决于罐体与罐盖材料的隔绝性和罐体与罐盖之间的卷封质量。
 

　　罐体和罐盖是由马口铁制成，马口铁即为镀锡薄钢板。具有不透光性、良好的密封性，坚固、不变形、耐震、耐火，可耐高温及高压。因为具有这些属性，马口铁罐能够提供一个除了热以外，*隔绝环境因素的密闭系统，避免食品因光、氧气、湿气而劣变，也不因香气透过而变淡或受环境气味透过污染而变味，食品贮存的稳定度优于其它包装材质，其中维他命C 的保存率，营养素的保存性亦。
 

　　镀锡膜是利用电化学方法在马口铁表面镀的一层极薄的纯锡层，强度低，性质柔软，具有良好的耐腐蚀性、成型性和可焊性。镀锡膜的厚度在镀锡板的生产工艺中至关重要，在一定程度上决定了镀锡板的生产质量和生产成本。镀锡层的厚度的精确控制，依赖于检测。
 

　　CMC-KUNHKE的STM-9000是一种计算机化镀锡钢库伦法金属镀层厚度分析仪，能精确测得检测镀锡层厚度。
 

　　库伦法是电解分析方法的基础上通过测量电解过程中所消耗的电量来进行定量分析的方法。具有精度高，检测过程自动化，智能化的特点。
 

　　STM-9000镀锡/铬量厚度分析仪配备新的电解/库仑测量硬件和软件，使用库伦法测量锡镀层厚度，应用 Windows™操作系统，实现了测量过程全自动化操作、记录、显示及储存等功能，能大限度的获取锡镀层的全面信息，生成检测报告。同时，系统内预设ASTM、EURONORM、ISO和BSI四大标准，可随时调用，测量时仅显示选定的标准，提高效率。当然也可以不选择标准，执行快速测量。
 

　　金属罐的卷封检测
 

　　卷封，即罐体和盖子的结合部位，是至关重要的密封位置。卷封工艺通过控制结构尺寸和紧密度来达成卷封的质量。检测方式分传统投影检测和无损检测。
 

　　投影检测即在卷封上沿直径方向切割出卷封坡面，在投影仪上通过放大测量的方式。这种检测方式需要损耗罐头产品。(图为VSI 卷封投影仪)
 

　　无损检测，顾名思义不损耗罐头产品，通过X光对卷封进行测量的一种方案。
 

　　CMC-KUHNKE的SEAMscan XTS™ X射线紧密度扫描仪是一款全新的，无损伤且独立运行的二重卷封和卷封紧密度检测仪器。卷封结构原自然状态检测，系统提高精度，节约时间，节省大量的检测成本。(图为XTS无损卷封检测系统)
 

　　X射线紧密度扫描仪可检测二重卷封结构尺寸，也可精确测量卷封内部的皱纹度()。盖钩皱纹度的检测结果会自动发送到电脑数据库，电脑可以实时显示卷封质量变化趋势，并分析结果。
 

　　X射线穿过二重卷封，探测盖钩形状的微妙变化。电脑通过程序算法分析卷封内部各个部位的变化情况，以确定是否对卷封的密封情况造成影响。检测结果可以使紧密度百分比，亦或是皱纹度或紧密度平均值的形式显示。
 

　　通过运行Virtual Seam Teardown™(卷封虚拟拆卸)功能，可以看到身钩和盖钩彼此叠接的真实情况，是以往无法想象的。
 

　　金属罐的卷封检测
 

　　由于罐子的特性，空罐或卷封在加工过程中可能产生一些变形的外部缺陷，在卷封抽检尺寸时，可能出现未抽检的样品存在缺陷的情况。工业物理已经为这种情况准备了解决方案：在线卷封视觉检测。
 

　　设备建设在生产线上，对经过检测位置的全部产品进行*在线全检，能有效的将存在外部变形瑕疵的产品进行剔除，且不影响生产线的生产效率。(图为Eagle Vision卷封视觉检测系统)
 

　　至此，一罐罐经过严格监控的罐头产品，就可在无菌状态下有效的长时间保存了。
 

　　无论在何种社会形势下，罐头产品都能给我们的生活带来别样的精彩。疫情过后，你是否喜欢上了罐头食品；今天，你又是否品尝了罐头食品呢？