فویل آلومینیومی در مقابل فویل قلع

فویل قلعی اولیه عمدتاً از قلع فلزی ساخته می‌شد. با این حال، معایب قابل توجهی داشت: خیلی نرم بود و به راحتی پاره می‌شد، نقطه ذوب آن تنها 232 درجه سانتی‌گراد بود و در معرض دمای بالا شکننده می‌شد. علاوه بر این، «بوی قلع» باقیمانده آن به راحتی می‌توانست طعم غذاها را آلوده کند. در سال 1903، فرانسه پیشگام تولید صنعتی فویل آلومینیومی شد. مزایای اصلی فویل آلومینیومی در نقطه ذوب بالای آن یعنی 660 درجه سانتی‌گراد نهفته است که آن را در برابر پخت و پز مقاوم می‌کند. شکل‌پذیری عالی آن، که امکان نورد آن را تا ضخامت 0.006 میلی‌متر فراهم می‌کند؛ و هزینه آن که با پیشرفت فناوری ذوب آلومینیوم به طور قابل توجهی کاهش یافته است. تا دهه 1930، فویل آلومینیومی به طور کامل جایگزین فویل قلعی به عنوان ماده بسته‌بندی کره و پنیر در اروپا شده بود.

اصطلاح «فویل قلعی» که امروزه استفاده می‌شود، یادگاری از یک نام تاریخی است. چین تولید فویل آلومینیومی را در سال 1932 آغاز کرد و پس از سیاست اصلاحات و درهای باز، ظرفیت تولید آن به بالاترین سطح جهانی رسید و 60 تا 65 درصد از تولید جهانی را به خود اختصاص داد. این سردرگمی در اصطلاحات، به سادگی یک ردپای زبانی از تکامل فناوری است.

فویل آلومینیومی در مقابل فویل قلعی: تفاوت‌ها در مواد اولیه و فرآیندهای تولید

تفاوت اساسی بین دو ماده فویل از ماده اولیه شروع می‌شود.

• فویل قلعی: ساخته شده از فلز قلع یا آلیاژ قلع-آلومینیوم با خلوص بیش از 99٪. با توجه به ساختار کریستالی نسبتاً نرم قلع، مقدار کمی آلومینیوم برای افزایش استحکام آن اضافه می‌شود. با این حال، با توجه به کمیاب بودن آن (تنها 0.004٪ در پوسته زمین یافت می‌شود)، هزینه‌های مواد اولیه همچنان بالاست.
• فویل آلومینیومی: ساخته شده از آلیاژهای آلومینیوم سری 3000 یا 8000، از شکل‌پذیری بالای آلومینیوم استفاده می‌کند. ماده اولیه، شمش آلومینیوم الکترولیتی است که در دمای 1450 درجه سانتی‌گراد ذوب و ریخته می‌شود و سپس نورد می‌شود. این یک منبع فراوان و کم هزینه است.

فرآیند تولید، حد عملکرد محصول را تعیین می‌کند.

(1) گلوگاه‌های پرس فویل قلعی
نورد سنتی به دمای 100 تا 150 درجه سانتی‌گراد نیاز دارد تا از ترک خوردن شکننده جلوگیری شود. حد پایین ضخامت محصول نهایی تقریباً 0.03 میلی‌متر است. علاوه بر این، کنترل کشش دشوار است و باعث می‌شود که مستعد سوراخ شدن باشد.

(2) نورد دقیق فویل آلومینیومی

• → نورد گرم: شمش‌های آلومینیومی در چندین مرحله به یک کویل با ضخامت 2 تا 4 میلی‌متر نورد می‌شوند
• → نورد سرد: با استفاده از یک آسیاب نورد ناهمزمان در دمای اتاق به ضخامت 0.1 تا 0.3 میلی‌متر نورد می‌شود
• → بازپخت: عملیات 400 درجه سانتی‌گراد تنش را از بین می‌برد و شکل‌پذیری را بهبود می‌بخشد
• → نورد نهایی: نورد ترکیبی دوگانه، حد ضخامت را می‌شکند و به ضخامت‌های فویل غذایی 0.006 تا 0.009 میلی‌متر می‌رسد.

جدول 1: مقایسه پارامترهای صنعتی فویل آلومینیومی و فویل قلعی

این تفاوت فرآیند منجر به واگرایی در شکل محصول نهایی می‌شود: فویل آلومینیومی بیشتر به صورت رول به فروش می‌رسد که 90٪ از بازار را به خود اختصاص می‌دهد، در حالی که فویل قلعی، به دلیل تمایل به چسبیدن، باید به صورت جداگانه با کاغذ بین‌لایه انباشته شود که هزینه‌های بسته‌بندی را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد.

مقایسه خواص فیزیکی و شیمیایی

تفاوت‌های اصلی عملکرد بین فویل آلومینیومی و فویل قلعی مستقیماً مرزهای سناریوهای کاربردی آن‌ها را تعریف می‌کند. جدول زیر پارامترهای کلیدی را مقایسه می‌کند.

جدول 2: مقایسه خواص فیزیکی و شیمیایی فویل آلومینیومی و فویل قلعی

تجزیه و تحلیل عملکرد کلیدی

• تفاوت پایداری در دمای بالا: نقطه ذوب 660 درجه سانتی‌گراد فویل آلومینیومی به آن اجازه می‌دهد تا شرایطی مانند فر 250 درجه سانتی‌گراد و آتش زغال 400 درجه سانتی‌گراد را تحمل کند. از طرف دیگر، فویل قلعی در دمای بالای 160 درجه سانتی‌گراد شروع به شکننده شدن می‌کند و در دمای 230 درجه سانتی‌گراد کاملاً ذوب می‌شود.
• مقایسه مکانیسم مانع: چگالی کریستالی فویل آلومینیومی، اشعه ماوراء بنفش، اکسیژن و بخار آب را مسدود می‌کند. به عنوان مثال، در یک کارتن شیر استریل، یک لایه آلومینیومی به ضخامت 9 میکرومتر می‌تواند 99.5٪ از نور و اکسیژن را مسدود کند و ماندگاری آن را به نه ماه افزایش دهد. با این حال، فویل قلعی ساختار سستی دارد و سوراخ‌های سوزنی متعددی دارد که راندمان مانع آن را بیش از 30٪ کاهش می‌دهد.
• خطر محیط اسیدی: هر دو ماده ممکن است فلزات را در معرض اسید رسوب دهند. با این حال، آلومینیوم که توسط یک لایه اکسیدی محافظت می‌شود، کمتر از 5 میلی‌گرم بر کیلوگرم مهاجرت می‌کند، در حالی که قلع می‌تواند تا 50 میلی‌گرم بر کیلوگرم در آب لیمو در یک دوره دو ساعته رسوب کند که 10 برابر از آستانه ایمنی فراتر می‌رود.

ملاحظات ایمنی برای فویل آلومینیومی و فویل قلعی

مهاجرت فلز یک خطر رایج برای هر دو نوع فویل است، اما مکانیسم‌ها و شدت آسیب به طور قابل توجهی متفاوت است.

(1) محدودیت‌های خطر فویل آلومینیومی

• بحث و جدل در مورد بیماری آلزایمر: یون‌های آلومینیوم ممکن است از سد خونی مغزی عبور کنند و مصرف بیش از حد طولانی مدت (>1 میلی‌گرم بر کیلوگرم وزن بدن در هفته) با اختلالات شناختی مرتبط است. با این حال، سازمان بهداشت جهانی بیان می‌کند که مصرف آلومینیوم در رژیم غذایی تنها 1٪ از کل مواجهه را تشکیل می‌دهد و خطر اصلی از افزودنی‌های آلومینیوم ناشی می‌شود، نه فویل آلومینیومی.
• تابوهای غذایی اسیدی: هنگام بسته‌بندی غذاها با pH زیر 4، مهاجرت یون آلومینیوم ده برابر افزایش می‌یابد. آزمایش‌ها نشان می‌دهد که پس از پختن برش‌های گوجه‌فرنگی که در فویل آلومینیومی به مدت 20 دقیقه بسته‌بندی شده‌اند، میزان آلومینیوم از 0.2 میلی‌گرم بر کیلوگرم به 4.5 میلی‌گرم بر کیلوگرم افزایش می‌یابد.
• هشدار برای افراد مبتلا به بیماری کلیوی: افراد مبتلا به اختلال کلیوی توانایی کمتری در دفع آلومینیوم دارند که ممکن است منجر به تجمع آلومینیوم در خون و ایجاد کم خونی شود. این افراد باید از پخت و پز با فویل آلومینیومی خودداری کنند.

(2) خطرات پنهان فویل قلعی

• علت اصلی تحریک دستگاه گوارش: یون‌های قلع مخاط دستگاه گوارش را تحریک می‌کنند و مسمومیت حاد باعث تهوع و اسهال می‌شود. اتحادیه اروپا مقرر می‌کند که باقیمانده قلع در غذای کنسرو شده باید ≤200 میلی‌گرم بر کیلوگرم باشد، در حالی که مقدار آزمایش برای ماهی کبابی بسته‌بندی شده با فویل قلعی با لیمو می‌تواند به 350 میلی‌گرم بر کیلوگرم برسد.
• خطر سمی فویل قلعی حاوی سرب: برخی از فویل‌های قلعی بی‌کیفیت حاوی سرب (تا 30٪) برای کاهش هزینه‌ها هستند. سرب، یک نوروتوکسین، می‌تواند باعث اختلالات فکری در کودکان شود. استان جیانگسو چین، قبلاً موردی از «منحرف شدن فویل قلعی قربانی به غذا» با سطوح بیش از حد سرب را کشف کرده است.

(3)توصیه‌های کلیدی ایمنی

• هشدار ممنوعیت: هر محصولی که برچسب «فویل قلعی» دارد، نباید با غذا تماس داشته باشد تا از خطر سرب جلوگیری شود.
• دستورالعمل‌هایی برای استفاده از فویل آلومینیومی: از تماس با مواد اسیدی و پر نمک خودداری کنید. می‌توان از برگ‌های کلم یا برگ‌های ذرت به عنوان جایگزین استفاده کرد.
• جایگزین: هنگامی که به چاشنی اسیدی نیاز است، از یک کاسه سرامیکی که با پلاستیک پوشانده شده است استفاده کنید.

کاربردها و موارد استفاده اصلی

فویل آلومینیومی به لطف مزایای عملکردی خود، سه بخش اصلی را تغییر داده است: بسته‌بندی مواد غذایی، پخت و پز و صنعت.

(1) بسته‌بندی مواد غذایی

• بسته‌بندی طولانی مدت استریل: فویل آلومینیومی 6.5 میکرومتری در بسته‌بندی تترا پک، نور و اکسیژن را مسدود می‌کند و ماندگاری شیر را به نه ماه افزایش می‌دهد.
• کپسول‌های قهوه: لایه آلومینیومی از تبخیر عطر جلوگیری می‌کند و ماندگاری را به 18 ماه افزایش می‌دهد.
• شکلات: فویل آلومینیومی از تشکیل یخ‌زدگی چربی/شکر جلوگیری می‌کند، یک عمل صد ساله در تابلرون سوئیسی.
• آجیل‌های Qia Qia: فویل آلومینیومی + مانع گاز نیتروژن، ماندگاری 8 ماهه را فراهم می‌کند.
• یک ناجی برای غذاهای روغنی: پس از تغییر به بسته‌بندی فویل آلومینیومی، آبمیوه ویلون کونیاک 95٪ کاهش نشت روغن و افزایش ماندگاری از 3 ماه به 8 ماه را مشاهده کرد.

(2) سناریوهای پخت و پز

• یک وسیله ضروری برای کباب کردن و پختن: بسته‌بندی سیب‌زمینی شیرین، قارچ انوکی و سایر غذاها از سوختن جلوگیری می‌کند و گرما را به طور یکنواخت هدایت می‌کند و آب را در خود نگه می‌دارد.
• ظروف غذای آماده: جعبه‌های ناهار فویل آلومینیومی در برابر سرما از -40 درجه سانتی‌گراد تا 250 درجه سانتی‌گراد مقاوم هستند و برای مایکروویو ایمن هستند و آن‌ها را به انتخابی برتر برای سوپ‌های بیرون‌بر مانند ماهی ترش و بودا جامپز اور د وال تبدیل می‌کند.
• جذب روغن: چرخاندن فویل آلومینیومی به شکل توپ و باز کردن آن 90٪ از روغن اضافی در سوپ‌ها را جذب می‌کند.

(3) موارد استفاده باقی‌مانده از فویل قلعی

• پیشکش‌های فرهنگی برای مراسم: سوزاندن سنتی شمش‌های فویل قلعی؛
• کاربردهای صنعتی خاص: برخی از لحیم‌های کم دما و پدهای قطعات الکترونیکی.

در آینده، فویل آلومینیومی به فویل خازن الکترولیتی 4 میکرومتری نازک‌تر، کامپوزیت‌های فیلم آلومینیومی-پلاستیکی برای باتری‌های لیتیومی و پوشش‌های ضد باکتریایی تبدیل خواهد شد. فویل قلعی در نهایت به یک اثر باستانی از دوران صنایع دستی تبدیل می‌شود که در حافظه تاریخی حفظ می‌شود.