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Office de la formation professionnelle et de la promotion du travail-Agadir Filière : Conserve Métallique Projet Sous le thème : LES MATERIAUX UTILISE DANS LES BOITES CONSERVE Réalisé par : Groupe TCVM101B Année : 2020/2021 Introduction ............................................................................................................................................ 1 Chapitre I : Généralités ............................................................................................................. 2 • Définition de conserve métallique ............................................................... 2 • Définition des métaux d’emballage ............................................................. 2 Chapitre II : les métaux utilisés dans la fabrication des boites métalliques .............................................................................................................................................. 3 1. Le fer- blanc ........................................................................................................ 3 a) Définition .......................................................................................................... 3 b) Les constituantes ........................................................................................... 3 c) Les avantages ................................................................................................ 7 d) Les inconvénients ......................................................................................... 8 2. L’aluminium ......................................................................................................... 9 a) Définition ......................................................................................................... 9 b) Les constituantes ........................................................................................... 9 c) Les avantages ................................................................................................ 11 d) Les inconvénients ....................................................................................... 11 3. Fer chromé ........................................................................................................... 12 Chapitre III : la fabrication des boites métalliques ............................ 12 1. Boites à 3 pièces ............................................................................................ 12 2. Boites à 2 pièces ............................................................................................ 13 Chapitre IV : les caractéristiques des métaux .................................................... 16 Conclusion ................................................................................................................................ 16 1 Introduction : Depuis longtemps, l’homme a utilisé les récipients de peau, de feuilles, les paniers en bois, la poterie. Avec les développements scientifiques et les avancées technologiques récentes notamment en matière de conservation des aliments, l’industrie des emballages alimentaires n’a cessé de se développer pour d’une part, suivre ces développements, et d’autre part, répondre aux exigences croissantes du consommateur. Aujourd’hui, on assiste à une myriade d’emballages alimentaires qui remplissent des fonctions au-delà de la protection des aliments. Les matériaux utilisés sont aussi divers ; on trouve les matériaux simples comme le bois, le verre, les métaux, mais aussi des matériaux complexes faisant intervenir plusieurs matériaux à la fois. Est à ce sujet il faut parle a les matériaux le plus utilisable dans les boites conserve en emballages métalliques sont les emballages en acier (fer blanc et fer chromé) et aluminium. Il faut aussi détaillée a la fabrication et composent de le principal matériau pour les boîtes à conserve est le fer blanc. Le terme de matériau est utilisé pour désigner une substance quelconque, d'origine naturelle ou artificielle, et employée par l'Homme pour fabriquer des objets, comme les matériaux de construction par exemple. Matériaux de construction, matériaux intelligents, matériaux écologiques… Un matériau est généralement sélectionné en fonction des propriétés particulières qu'il doit notamment à sa nature chimique et/ou à sa forme physique. Ces propriétés permettront ensuite un usage spécifique de l'objet fabriqué. 2 Chapitre I : Généralités • Définition de conserve métallique C’est un contenant métallique, permettant la mise en la conservation des aliments qui sont un ensemble de procède de traitement permettant de conserver les propriétés gustatives et nutritives, les caractéristiques de texture et de couleur des denrées alimentaires. Elle implique notamment d’empêcher la croissance des microorganismes. • Définition des métaux d’emballage Les matériaux les plus utilisés sont les métaux sur tous les aciers ferreux (fer blanc et fer chromé) et non ferreux comme aluminium, le principal matériau pour les boîtes à conserve est le fer blanc : 1. Fer blanc : Le fer blanc est constitué de l’acier, alliage (mélange) du fer et d’autres matériaux, et une couche d’étain, et Les Aciers sont des alliages de Fer et de Carbone dont le pourcentage de carbone est inférieur à 2%. On peut leur adjoindre d’autres éléments pour en faire des Aciers Alliés. 2. Le fer chromé : C’est un matériau composé d’acier et d’une couche de chrome, l’opération d’addition de ladite couche est dite « chromage ». 3. Aluminium : C’est un matériau très utilisé dans l’agroalimentaire : métal blanc brillant, ductile et malléable, s’altérant peu à l’air. 3 Chapitre II : les métaux utilisés dans la fabrication des boites métalliques 1. Le fer blanc a) Définition Le fer blanc, connu comme acier étamé, réfère à la fine tôle d’acier de faible teneur en carbone profilé à froid des deux côtés avec une couche d’étain pur dont les fonctions principales sont d’empêcher la corrosion et l’oxydation. Le fer blanc dispose de la rigidité et la formabilité de l’acier avec une propriété de résistance à la corrosion, une bonne formabilité et d’apparence attractive, non toxique, de robustesse élevée de bonne malléabilité. Il dispose de beaucoup d’applications dans le procédé de production et d’industries de conditionnement, de construction d’appareils ménages. Figure : bobine de fer blanc Figure : boite en fer blanc b) Les constituantes Le fer-blanc est un matériau constitué d’un cœur en acier doux (de faible teneur en carbone, inférieure à 0,08 %) d’environ 0,2 mm d’épaisseur recouvert d’une mince couche d’étain d’environ 1 mm d’épaisseur. La présence d’un alliage Fe-Sn à l’interface entre le fer et L’étain permet une bonne adhérence du revêtement d’étain. Des traitements complémentaires (passivation, film d’huile, vernissage) améliorent la qualité de la surface du fer blanc pour sa conservation et ses utilisations futures. Le revêtement d’étain permet d’éviter l’oxydation de l’acier, tout en profitant de propriétés intéressantes de celui-ci : faible coût, bonne résistance mécanique. Un fer- blanc est caractérisé par son taux d’étamage qui s’exprime en grammes d’étain déposé par m2 de surface. Actuellement, les taux les plus courants sont compris entre 1 et 8,4 g/m2. 4 Le fer-blanc représente plus de 80 % des aciers appelés aciers pour emballages. Ces aciers pour emballages comprennent également le fer chromé et le fer noir, ce dernier étant de l’acier non recouvert d’étain utilisé, par exemple, comme emballage (bidon) d’huiles automobiles. Figure : coupe transversale d’un fer blanc Étamage : L'étamage est une opération de traitement de surface qui consiste à appliquer une couche d'étain sur une pièce métallique Le revêtement d'étain peut être déposé selon différentes techniques : Par électrolyse Par un dépôt chimique Par immersion de la pièce dans un bain d'étain en fusion suivi d'une centrifugation, d'un essuyage ou d'un égouttage Par surfusion (dépôt par électrolyse suivi d'une immersion dans une huile à très haute température) À la main avec une étoupe. L'épaisseur du revêtement déposé dépend de la technique utilisée : jusqu'à 2 µm pour le dépôt chimique, 5 à 8 µm par immersion centrifugée, 20-30 µm pour l'électrolyse et environ 50 µm pour l'immersion sans centrifugation PRINCIPE DE L'ÉTAMAGE ÉLECTROLYTIQUE L'étamage électrolytique est la technique permettant, comme son nom l'indique, de dépose de l'étain par un procédé électrochimique. Sous l'effet du passage d'un courant électrique un atome de l'anode en étain perd deux électrons et devient ion stanneux Sn2+ dans une solution appelée électrolyte. Cette charge positive est attirée vers la cathode (la bande de fer) où elle gagne deux électrons. Elle est en un atome d'étain et devient dépôt métallique Les deux demi réactions qui entrent en jeu sont : 5 -à l'anode : Sn - 2e- →Sn2+ - à la cathode : Sn2+ + 2e- → Sn Cette réaction d'oxydoréduction a un potentiel normal E0=0,14 V (V par rapport à l'hydrogène) Figue : Ces phénomènes électrochimiques sont régis par la loi de Faraday qui postule que 96500 Coulombs représentent la quantité d'électricité nécessaire pour faire évoluer un équivalent gramme de substance. Dans notre cas, où la réaction aboutit à un dépôt, l'équivalent gramme est le rapport de la masse atomique M de l'étain au degré d'oxydation. La masse de substance réduite est donc obtenue par la relation suivante : Avec pour le cas présenté :  m (g) masse de substance réduite sur la cathode  A (g) masse atomique (pour l'étain M=118.71 g) ➢ Q (Coulomb) quantité de courant mise enjeu ➢ n degré d'oxydation (pour l'étain n=2). Remarque : Étant donné qu'outre les atomes métalliques, bien d'autres atomes peuvent être libérés par le passage du courant, la quantité de métal déposé est inférieure à la quantité théorique. Ainsi l'hydrogène se dégage souvent lors d'une électrodéposition et la quantité d'électricité qui a servi à ce dégagement n'est plus disponible pour déposer le métal. La différence entre les quantités réelles et théoriques donne le rendement cathodique de la solution. La bande qui arrive au stade de1' étamage a subi en amont toute une série de phases préparatoires qui sont : Le décapage : il dissout les calamines d'aciers déposées par le train et chaud et qui constituent un dépôt préjudiciable à 1' étamage final. 6 Le laminage à froid : les taux de réductions forts pour le fer blanc nécessitent de répartir la déformation sur un nombre de cages important (5 pour Mardyck) et d'utiliser une émulsion de laminage faite à partir d'une huile à indice de saponification forte qui rend une opération de dégraissage obligatoire avant le recuit. Le recuit : deux techniques existent : soit le recuit base pour lequel le bobines restent dans des fours pouvant en contenir trois ou quatre superposées, soit le recuit continu où la bande est recuite au défilé, ce qui raccourci le temps de traitement mais nécessite des températures plus élevées L'écrouissage : réalisé sur un laminoir à deux cages, son but est de rendre à l'acier ses caractéristiques mécaniques en terme d’élasticité, de créer le profil de rugosité, d'affiner la planéité. L'allongement de la bande peut être fait par une cage (simple réduction) ou réparti sur les deux uploads/Ingenierie_Lourd/ les-materiaux-utiliser-dans-les-boites-de-conserve.pdf

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