Ранняя оловянная фольга изготавливалась в основном из металлического олова. Однако у нее были существенные недостатки: она была слишком мягкой и легко рвалась, температура плавления составляла всего 232°C, и она становилась хрупкой при воздействии высоких температур. Кроме того, ее остаточный «оловянный запах» мог легко испортить вкус пищи. В 1903 году Франция стала пионером промышленного производства алюминиевой фольги. Основные преимущества алюминиевой фольги заключаются в высокой температуре плавления 660°C, что делает ее устойчивой к выпечке и жарке на гриле; отличной пластичности, позволяющей раскатывать ее до толщины 0,006 мм; и стоимости, значительно сниженной с развитием технологии выплавки алюминия. К 1930-м годам алюминиевая фольга полностью заменила оловянную фольгу в качестве упаковочного материала для масла и сыра в Европе.
Термин «оловянная фольга», используемый сегодня, является пережитком исторического названия. Китай начал производить алюминиевую фольгу в 1932 году, и после политики реформ и открытости ее производственные мощности вышли на первое место в мире, составляя 60%-65% мирового производства. Эта путаница в терминологии - просто лингвистический отпечаток технологической эволюции.
Алюминиевая фольга против оловянной фольги: различия в сырье и производственных процессах
Основное различие между двумя материалами фольги начинается с сырья
- Оловянная фольга: изготавливается из олова или оловянно-алюминиевого сплава с чистотой более 99%. Из-за относительно мягкой кристаллической структуры олова добавляется небольшое количество алюминия для повышения прочности. Однако из-за его дефицита (в земной коре содержится всего 0,004%) стоимость сырья остается высокой.
- Алюминиевая фольга: изготавливается из алюминиевых сплавов 3000-й или 8000-й серии, используя высокую пластичность алюминия. Сырьем являются электролитические алюминиевые чушки, расплавленные и отлитые при температуре 1450°C, а затем прокатанные. Это обильный ресурс и низкая стоимость.
Производственный процесс определяет предел производительности продукта
(1) Узкие места прессования оловянной фольги
Традиционная прокатка требует температуры 100-150°C для предотвращения хрупкого растрескивания. Нижний предел толщины готового продукта составляет примерно 0,03 мм. Кроме того, контроль натяжения затруднен, что делает ее склонной к образованию отверстий.
(2) Прецизионная прокатка алюминиевой фольги
- → Горячая прокатка: алюминиевые чушки прокатываются в несколько проходов до толщины 2-4 мм
- → Холодная прокатка: прокатывается до толщины 0,1-0,3 мм с использованием асинхронного прокатного стана при комнатной температуре
- → Отжиг: обработка при 400°C устраняет напряжение и улучшает пластичность
- → Финишная прокатка: двойная комбинированная прокатка преодолевает ограничение по толщине, достигая толщины пищевой фольги 0,006-0,009 мм.
Таблица 1: Сравнение промышленных параметров алюминиевой и оловянной фольги
| Характеристики | Алюминиевая фольга | Оловянная фольга |
| Стоимость сырья | Приблизительно 7000 юаней/тонна | Более 20 000 юаней/тонна |
| Диапазон толщины | 0,006-0,2 мм | ≥0,03 мм |
| Коэффициент дефектов по отверстиям | ≤500/㎡ | Невозможно эффективно контролировать |
| Упаковка | Рулонная | Однослойная ламинированная (с проложенной бумагой для предотвращения прилипания) |
Это различие в процессе приводит к расхождению в конечной форме продукта: алюминиевая фольга в основном продается в рулонах, что составляет 90% рынка, в то время как оловянная фольга из-за ее тенденции к прилипанию должна укладываться по отдельности с проложенной бумагой, что значительно увеличивает стоимость упаковки.
Сравнение физических и химических свойств
Основные различия в характеристиках между алюминиевой и оловянной фольгой напрямую определяют границы их областей применения. В следующей таблице сравниваются ключевые параметры.
Таблица 2: Сравнение физических и химических свойств алюминиевой и оловянной фольги
| Свойство | Алюминиевая фольга | Оловянная фольга | Влияние на применение |
| Температура плавления | 660°C | 232°C | Оловянная фольга размягчается при 160°C и не должна использоваться в духовках или грилях |
| Пластичность | Можно растянуть на 30% без разрыва | Плохая | Оловянную фольгу трудно формовать, и она прилипает к пище |
| Прочность | Высокая | Низкая | Упаковка из оловянной фольги требует более толстого материала, что увеличивает затраты |
| Внешний вид | Матовый серебристо-белый | Высокий глянец | Оловянная фольга обладает лучшими декоративными свойствами |
| Теплопроводность | 237 Вт/(м·K) | 67 Вт/(м·K) | Алюминиевая фольга ускоряет приготовление пищи, но склонна к локальному перегреву |
| Барьерные свойства | WOT <0,1 г/м²сут | WOT приблизительно 1,5 г/м²сут | Срок годности алюминиевой фольги продлевается на 3-6 месяцев |
| Коррозионная стойкость | Поверхностная оксидная пленка устойчива к слабым кислотам | Ионы олова быстро выпадают в осадок при воздействии кислоты | Оловянная фольга представляет опасность при воздействии квашеной капусты или лимонного сока |
| Плотность | 2,7 г/см³ | 7,3 г/см³ | Алюминиевая фольга снижает стоимость доставки на 50% |
Анализ ключевых характеристик
- Разница в термостойкости: температура плавления алюминиевой фольги 660°C позволяет ей выдерживать условия, такие как духовка при 250°C и древесный уголь при 400°C. Оловянная фольга, с другой стороны, начинает становиться хрупкой при температуре выше 160°C и полностью плавится при 230°C.
- Сравнение барьерных механизмов: плотность кристаллов алюминиевой фольги блокирует УФ-излучение, кислород и водяной пар. Например, в асептической картонной коробке для молока всего 9 мкм алюминиевого слоя может блокировать 99,5% света и кислорода, увеличивая срок годности до девяти месяцев. Оловянная фольга, однако, имеет рыхлую структуру и многочисленные отверстия, снижая эффективность барьера более чем на 30%.
- Риск кислотной среды: оба материала могут осаждать металлы при воздействии кислоты. Однако алюминий, защищенный оксидной пленкой, мигрирует менее чем на 5 мг/кг, в то время как олово может осаждаться до 50 мг/кг в лимонном соке в течение двух часов, что превышает порог безопасности в 10 раз.
Соображения безопасности для алюминиевой и оловянной фольги
Миграция металла является общим риском для обоих типов фольги, но механизмы и степень вреда значительно различаются.
(1) Пределы риска алюминиевой фольги
- Споры о болезни Альцгеймера: ионы алюминия могут пересекать гематоэнцефалический барьер, и длительное чрезмерное потребление (>1 мг/кг массы тела в неделю) связано с когнитивными нарушениями. Однако Всемирная организация здравоохранения заявляет, что потребление алюминия с пищей составляет лишь 1% от общего воздействия, и основной риск исходит от алюминиевых добавок, а не от алюминиевой фольги.
- Табу на кислую пищу: при заворачивании продуктов с pH ниже 4 миграция ионов алюминия увеличивается в десять раз. Эксперименты показывают, что после запекания ломтиков помидоров, завернутых в алюминиевую фольгу, в течение 20 минут содержание алюминия увеличивается с 0,2 мг/кг до 4,5 мг/кг.
- Предупреждение для людей с заболеваниями почек: люди с почечной недостаточностью имеют сниженную способность выводить алюминий, что может привести к накоплению алюминия в крови и вызвать анемию. Таким людям следует избегать приготовления пищи с использованием алюминиевой фольги.
(2) Скрытые опасности оловянной фольги
- Основная причина раздражения желудочно-кишечного тракта: ионы олова раздражают слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта, а острое отравление вызывает тошноту и диарею. ЕС предусматривает, что остатки олова в консервах должны быть ≤200 мг/кг, в то время как тестовое значение для жареной рыбы, завернутой в оловянную фольгу с лимоном, может достигать 350 мг/кг.
- Токсический риск оловянной фольги, содержащей свинец: некоторая низкокачественная оловянная фольга содержит свинец (до 30%) для снижения затрат. Свинец, нейротоксин, может вызывать интеллектуальные нарушения у детей. Провинция Цзянсу, Китай, ранее раскрыла случай «перенаправления жертвенной оловянной фольги на продукты питания» с чрезмерным содержанием свинца.
(3)Основные рекомендации по безопасности
- Предупреждение о запрете: любой продукт с маркировкой «оловянная фольга» не должен контактировать с пищей, чтобы предотвратить риск воздействия свинца.
- Рекомендации по использованию алюминиевой фольги: избегайте контакта с кислыми и солеными ингредиентами. В качестве заменителей можно использовать листья капусты или кукурузные листья.
- Альтернатива: когда необходима кислая приправа, используйте керамическую миску, накрытую полиэтиленовой пленкой.
Основные виды использования и применения
Алюминиевая фольга изменила три основных сектора: упаковку пищевых продуктов, приготовление пищи и промышленность, благодаря своим эксплуатационным преимуществам.
(1) Упаковка пищевых продуктов
- Асептическая долговечная упаковка: алюминиевая фольга толщиной 6,5 мкм в упаковке Tetra Pak блокирует свет и кислород, увеличивая срок годности молока до девяти месяцев.
- Кофейные капсулы: алюминиевый слой предотвращает испарение аромата, увеличивая срок годности до 18 месяцев.
- Шоколад: алюминиевая фольга предотвращает образование жирового и сахарного налета, вековая практика швейцарской компании Toblerone.
- Орехи Qia Qia: алюминиевая фольга + барьер из азотного газа обеспечивают срок годности 8 месяцев.
- Спасатель для жирных продуктов: после перехода на упаковку из алюминиевой фольги Weilong Konjac Juice зафиксировал снижение утечки масла на 95% и увеличение срока годности с 3 месяцев до 8 месяцев.
(2) Сценарии приготовления пищи
- Обязательный атрибут для жарки на гриле и выпечки: заворачивание сладкого картофеля, грибов эноки и других продуктов предотвращает пригорание и равномерно проводит тепло, сохраняя соки.
- Контейнеры для готовых блюд: алюминиевые ланч-боксы устойчивы к морозу от -40°C до 250°C и пригодны для использования в микроволновой печи, что делает их лучшим выбором для супов на вынос, таких как маринованная рыба и Будда, прыгающий через стену.
- Маслопоглощающий: скатывание алюминиевой фольги в шарик и разворачивание поглощает 90% излишков масла в супах.
(3) Остальные виды использования оловянной фольги
- Культурные подношения для ритуалов: традиционное сжигание слитков из оловянной фольги;
- Специфические промышленные применения: некоторые низкотемпературные припои и площадки для электронных компонентов.
В будущем алюминиевая фольга превратится в более тонкую фольгу для электролитических конденсаторов толщиной 4 мкм, композиты из алюминиевой пленки для литиевых батарей и антибактериальные покрытия. Оловянная фольга в конечном итоге станет реликвией эпохи ремесел, сохранившейся в исторической памяти.