Этап «разработка продукта» стал примером прорывной инновации в производстве консервных банок XIX века. В дизайне консервных банок были и другие важные изобретения, такие как коническая банка для тушенки, но радикальные изменения в конструкции банки с запаянным отверстием в крышке открыли новый путь инноваций в отрасли. Это новое изобретение, известное под несколькими названиями: «Банка с открытым верхом», «Банка Ams» или, чаще всего, «санитарная банка», уходит своими технологическими корнями в старую технологию жестянщиков, известную как «двойная закатка». Двойной шов — это метод, с помощью которого жестянщики соединяли два куска металла без использования припоя. Края каждого куска металла были скручены в виде крючков, также называемых фланцами или завитками.
Крючки каждой детали были скручены вместе, образуя шов, состоящий из пяти слоев металла. Этот метод создания шва использовался для изготовления различных изделий из олова. В Европе в конце XIX века жестянщики начали закатывать некоторые пищевые банки двойными швами, но им не удалось использовать этот метод для «обработанных» пищевых продуктов или консервных банок, обработанных горячей водой и паром.
Причиной их неудачи было отсутствие герметика для заполнения промежутков между слоями металла двойным швом. банка со швами. Под воздействием тепла или давления продукт внутри банки может потечь по швам. Европейцы испробовали различные виды герметиков, такие как бумажные и резиновые прокладки, но все безрезультатно. О состоянии производства двойной закатки в 1890-х годах лучше всего можно судить по следующему описанию, приведенному в каталоге компании Ferracute Machine Company за 1891 год. Фирма Bliss предлагала машину для двойной закатки, которая управлялась вручную или с помощью электропривода.
Он был разработан «для закатывания двойных швов» на концах ведер для фруктов, овощей, рыбы, мяса, красок и сала и т.д., а также для различных банок и ведерок, стаканов и т.д.; в настоящее время широко используется. Они также обеспечивают плотный шов без пайки для продуктов, которые не подвергаются «обработке», и эта работа может быть выполнена очень быстро».
Предостерегающее заявление о том, что двойная закатка еще не подходит для «обработанных» пищевых продуктов, исключило подавляющее большинство применений для фруктов и овощей, которые используются в основном в консервной промышленности. Двойной шов необходимо было усовершенствовать, прежде чем стало возможным его более широкое применение в консервной промышленности.
Первым препятствием было создание банок с двойным швом, пригодных для «обработанных» или «герметично» упакованных пищевых продуктов. Утечка содержимого по шву была серьезной технологической проблемой. Эта проблема ставила в тупик производителей консервных банок на протяжении 1890-х годов, но привела к нескольким инновационным решениям. Жюль Жерсан и Арчибальд Баттифант, оба англичане, были выпущены в США. Патент № 583,683 от 1 июня 1897 года на их изобретение «Способ герметичной укупорки металлических коробок или банок». В формировании шва не было ничего революционного: «головки и корпус банки или коробки соединяются с помощью швейной машины подходящей формы, которая позволяет получить рулонный шов в несколько кругов или складок.
Чтобы решить проблему протечек в швах, Gersant и Buttifant разработали «оболочку по окружности», которая закрывает концы двойного шва. По сути, это была очень плотно прилегающая крышка для верхней и нижней части банки. На крышке были прорези для снижения давления во время обработки. Давление, возникающее во время обработки, удерживалось между торцами с двойными швами и их «корпусом» или крышкой. Он функционировал как корзина, где прорези в крышке позволяли «внутренней периферийной стенке подвергаться воздействию внешнего воздуха», но в то же время создавали «тепловую стену» между крышкой и двойным швом, тем самым расплавляя «первоначальное покрытие между прилегающими поверхностями внешних складок или краев указанного шва».
Эти два изобретателя осознали необходимость в методе создания прокладки между слоями металла с двойным швом, но их конструкция так и не получила широкого распространения, поскольку прокладка во многих случаях была проницаемой. Он основан на соединении металлических слоев шва без использования специального материала для прокладки.
Консорциум американских изобретателей разработал лучшее решение. Ключевыми достижениями в создании банок без припоя стали изобретение подходящего герметизирующего материала, повторяемое и надежное нанесение герметизирующего состава между слоями металла, а также машины для быстрого двойного сшивания торцов банок. В нем участвовали пять человек: Макс Амс и его сын Чарльз Амс, Джулиус Бренцингер, Уильям Богл и Джордж У. Кобб. Каждый из них сыграл свою особую роль в процессе инноваций, но только благодаря совместным усилиям им удалось создать банку без припоя, которая до сих пор узнаваема. Макс Амс эмигрировал в Нью-Йорк из Германии во время гражданской войны и открыл бизнес — компанию «Макс Амс Компани», занимавшуюся продажей консервов, таких как яблочное масло и русская икра.
Большая часть его консервированной икры поставлялась на экспорт, поэтому Ams была хорошо осведомлена о развитии производства консервов в Европе. Он заинтересовался европейскими банками с двойным швом, потому что его банки американского производства, в которых для закатки концов использовался припой, плохо продавались в Европе. Он решил, что для его экспортного бизнеса необходимо использовать банки с двойным швом, и начал экспериментировать с банками этого типа. Макс и его сын Чарльз разработали бумажную прокладку, которой оказалось недостаточно для герметизации банки, поэтому они стали искать другой материал. В Европе проводились эксперименты с толстой резиновой прокладкой, вставляемой между крышкой и корпусом банки, но это было довольно дорого и довольно громоздко для использования на высокоскоростной консервной линии. Однако Чарльз был заинтригован возможностями каучука и в 1896 году разработал резиновую прокладку из растворенного каучука в растворе аммиака и воды.
Он считал, что его жидкий каучуковый раствор, обычно называемый в промышленности «компаундом», является подходящим герметиком для банок с двойным швом, но ему еще предстояло механизировать процесс нанесения компаунда или разработать высокоскоростной метод двойного закатывания концов. Примерно в то же время Ams основала другую компанию, Max Ams Machine Company, для разработки оборудования для облицовки и двойной закатки торцов.104 В 1897 году Ams наняла инженера Джулиуса Бренцингера для разработки оборудования для облицовки торцов, их сушки и двойной закатки торцов банок.
Работа Бренцингера была чрезвычайно удачной для его компании. Бренцингер соперничал с Эдвином Нортоном как с одним из самых значительных новаторов в области производства консервных банок конца девятнадцатого века. В 1896 году он разработал устройство, получившее название liner, для нанесения резиновой смеси Ams на внутреннюю сторону загнутого края торца — область, которую производители банок называют «завитком». После нанесения состава концы высушивали во вращающейся печи. Несколько лет спустя он разработал двойную закаточную машину, специально разработанную для конца с резиновой подкладкой Ams.105 В издании Max Ams Machine Company, опубликованном в 1915 году, Бренцингер был отмечен как супербинноватор, «чей гений как создателя нового оборудования для консервной промышленности стал величайшим достижением в этой отрасли, поскольку он стал одним из лучших в мире». позволяет производить огромное количество пищевых продуктов… в результате этих огромных объемов производства цены на консервы стали доступными для всех».
Хотя Бренцингер сыграл важную роль в разработке банок без запайки, он во многом был обязан дальновидности и предприимчивости Макса и Чарльза Амсов. Компания Max Ams Machine начала производство новой банки без припоя, используя ручные методы производства, назвав ее «новой гигиенической банкой для швов», а затем «гигиенической банкой Ams», чтобы отличить ее от банки с отверстием в крышке.107 Термин «гигиеническая банка» использовался для рекламы что при соединении концов ни внутри, ни снаружи банки не использовался припой, но он все же использовался снаружи банки для соединения концов корпуса вместе.
Однако производство AmsMachine Company было всего лишь экспериментальным; они не производили эту банку в больших количествах.Коммерциализация «Санитарной банки Ams» зависела от усилий Уильяма Богла и Джорджа Кобба. Богл был торговым агентом с офисом на Парк-Плейс в Нью-Йорке, который обладал глубокими знаниями о технологических разработках в консервной промышленности. Он был оптовым дистрибьютором консервной продукции различных производителей в Нью-Йорке и Пенсильвании.
К 1897 году Богл знал об экспериментах Макса и Чарльза Амса с их революционной консервной банкой. Он убедил другого консерванта, Джорджа Кобба из компании Cobb Preserving Company в Фэйрпорте, штат Нью-Йорк, попробовать новую банку. Богл считал, что гигиеническая банка превосходит существующие на рынке паяные банки, поскольку она поддается быстрому производству, потребляет меньше припоя и более привлекательна для потребителей, поскольку в ней нет возможности смешивания припоя с пищевыми продуктами. Богл закупил почти весь ассортимент консервов Cobb, так что его влияние сыграло ключевую роль в том, что Джордж Кобб решил поэкспериментировать с новой банкой. Компания CobbPreserving потратила много лет на безуспешные попытки упаковать продукты в новые банки (этот эпизод будет подробно рассмотрен в следующей главе) с помощью полуавтоматических машин, разработанных компанией Max Ams Machine Company.
К концу 1902 и началу 1903 года они добились «довольно успешных результатов» и в конце 1903 года, наконец, смогли расфасовывать все свои пищевые продукты по банкам, используя «Санитарную банку Ams». Обладая финансовыми и организаторскими способностями Богла, Ams, Богл и Кобб объединили свои интересы и в 1904 году основали компанию по производству санитарных банок. Известное как SCC, это предприятие просуществовало всего несколько лет, прежде чем в 1908 году было приобретено молодой американской консервной компанией. Компания ACC, на тот момент ведущий производитель консервных банок в Америке, использовала свои рыночные рычаги и инженерные навыки для полного распространения гигиенических банок в течение следующих двух десятилетий.108 У гигиенических банок было много преимуществ. Компания Max Ams MachineCompany, которая после создания SCC занималась исключительно проектированием и разработкой оборудования, заявила, что при использовании санитарно-гигиенической системы Ams «не было ни одного процента протечек при упаковке пищевых продуктов».
В рекламной книге 1915 года говорилось, что в банке использовалась «чистая герметизирующая жидкость без запаха и вкуса», банки были «герметичными, без использования припоя или кислоты», что «делало банки дешевле, привлекательнее на вид и долговечнее, чем любые другие, представленные на рынке». В дополнение к экономическим и эстетическим преимуществам гигиенических банок, публикация хотела «привлечь внимание к следующим преимуществам», перечислив четырнадцать других пунктов.
Одним из них было снижение переменных затрат за счет использования менее дорогостоящей рабочей силы — «квалифицированный рабочий не нужен. Девочка или мальчик, прошедшие надлежащую подготовку, могут идеально сделать банки и зашить их швами». Долговечность банок при хранении была выгодна, потому что «банки не подвержены коррозии, когда будут готовы» и «банки для дальнейшего использования могут храниться годами». Гигиеническую банку можно изготовить любого размера и нанести на нее любое количество оловянного покрытия. Кроме того, банки можно было быстрее упаковывать в консервную машину, поскольку они поставлялись с одним закрепленным концом, а другой после заполнения был зашит двойным швом на консервной фабрике. Это обнажило «весь интерьер банки… которые могут быть заполнены как твердыми, так и жидкими веществами быстрее, чем банки старого образца».
Такие термины, как «банки старого образца» и «старомодные отверстия», помогли клиентам стать современными, эффективными и передовыми компаниями.По данным компании Max Ams Machine Company, санитарно-техническое оборудование было «сконструировано на основе надежных санитарно-гигиенических принципов, исключающих все нежелательные особенности, которые в настоящее время преобладают в других методах».109 Таким образом, если вы серьезно относитесь к производству консервов и хотите работать на современном, экономически эффективном и конкурентоспособном предприятии, не было никаких сомнений в том, что санитарная система Ams намного превосходит консервную банку с дыркой в крышке.
Оборудование для изготовления гигиенических банок, выпускавшееся в основном двумя фирмами: Max AmsMachine Company и E. W. Bliss Company, было высокоскоростным и поистине эталоном массового производства банок в начале двадцатого века. Производство банок на этапе «разработки продукта» перешло от полуавтоматических станков на этапе «интеграции» к полностью автоматическому производству с минимальными затратами труда на заводе. Изменения в оборудовании на этапе “дизайн продукта” были сосредоточены на четырех областях: изготовлении корпусов, отбортовках, двойных швах и испытателях. В 1915 году компания Max Ams Machine опубликовала два каталога оборудования. Первый, «Знак безопасности», был создан для того, чтобы информировать читателей о достижениях в консервной промышленности и демонстрировать оборудование, выставленное Max Ams на продажу.Объем каталога составлял 258 страниц, но о оборудовании говорилось менее чем на пятидесяти страницах.
Большая часть буклета содержала тематические статьи на самые разные темы, такие как «Консервная промышленность в Калифорнии», «Консервирование ананасов на Гавайях», «Юридические вопросы для производителей», «Официальные веса консервированных продуктов», «Торговые марки» и множество других тем. Он был издан к ежегодному съезду Национальной ассоциации консервистов, который проходил в Балтиморе в 1915 году. Информация в буклете скрывала истинную цель каталога: продажа консервного оборудования Max Ams. Раздел оборудования начинался с восхваления достоинств санитарной банки Ams. Из двадцати пяти единиц оборудования, предложенных Max Ams, двенадцать были приспособлениями для двойной закатки санитарных банок, что было основным направлением деятельности компании.
Рекламировались несколько машин для двойной закатки швов с ручной подачей или полуавтоматическим режимом, но большинство из них были автоматическими и не требовали ручного труда при закатке швов. В ассортименте были автоматы для консервирования любых видов продуктов: фруктов и овощей, круглые банки для краски, квадратные банки и овальные банки для морепродуктов. Самым быстродействующим автоматом была двойная закаточная машина Ams №498 с производительностью 120 банок в минуту. Банки подавались в закаточную машину цепным конвейером, и компания Max Ams заявила, что это «полностью удовлетворит каждого консервиста» и что «еще не было зафиксировано ни одного сбоя в работе этого закаточного устройства».
В каталоге также были представлены другие виды оборудования, такие как машины для укладки резинового герметика наносится на торцы, отбортовки для закрепления крючков на корпусах банок перед закаткой, а также два различных типа формовщиков корпусов. В каталоге отсутствовал только один важный элемент оборудования для комплектации линии по производству банок — воздушный тестер. Автоматический отбортовщик, номер Ams. Автоматическая формовочная машина Ams № 93 производила 120 банок в минуту, в то время как автоматическая формовочная машина Ams № 88A производила от 75 до 125 банок в минуту, в зависимости от размера.
Компания установила одинаковую скорость работы оборудования на всей линии; производительность при использовании автоматического оборудования составляла 7200 банок в час.Второй каталог Max Ams 1915 года, объемом всего в семнадцать страниц, был гораздо менее амбициозной работой, чем «Печать безопасности». Он был напечатан для распространения на Панамской выставке 1915 года в Сан-Франциско. Эта брошюра не содержала информационных материалов и просто рекламировала оборудование, производимое компанией.Тем не менее, это, безусловно, был рекламный материал, поскольку на обложке была крупногабаритная иллюстрация «Санитарного контейнера Ams» с выставочным центром на заднем плане.
Цель состояла в том, чтобы у читателя новая санитарная банка сразу же ассоциировалась с компанией Max Ams Machine и ее оборудованием. Во введении к брошюре говорилось, что компания «готова предоставить все оборудование для производства банок — от перфоратора до тестера банок». Поскольку Max Ams была лидером в области оборудования для производства консервных банок, они утверждали, что «все наши станки абсолютно современны во всех деталях» и что «нет более убедительного аргумента, чем тот факт, что сотни довольных клиентов предпочитают наши станки, о чем свидетельствуют отзывы в письмах»112. машины, перечисленные в брошюре, девять из которых предназначались для различных типов двухшовных машин, это отражает специализацию Ams на данном оборудовании.
Описания оборудования были краткими по сравнению с описанием оборудования для обеспечения безопасности, но большинство рекламируемых машин были такими же. Одним из примечательных дополнений к каталогу Панамской экспозиции стало включение автоматического тестера банок Ams № 27. Этот тестер был представлен как «имеющий большое преимущество в плане экономии площади помещения» и имеет размеры 6 футов в длину, 4 фута в ширину и 6 футов в высоту. Он был снабжен двумя рядами по двадцать шесть карманов, расположенных вертикально с каждой стороны, и банки автоматически подавались и выгружались через конвейеры. Тестер вращался «в непрерывном движении на низкой скорости», и все протекающие емкости выводились через желоб в нижней части машины. Производительность была рассчитана на 120 банок в минуту, что соответствовало скорости других машин Ams, таких как формовщики фланцев, машины для двойной закатки и формовщики корпусов.
Основным конкурентом Max Ams Machine Company была более крупная компания E. W. Bliss Company из Бруклина, штат Нью-Йорк. Bliss никогда не заявляла, что изобрела гигиеническую банку, поэтому в их каталогах не было рекламной лексики о современности, которую можно найти в публикациях Max Ams. Bliss производила более широкий ассортимент оборудования для производства консервных банок, чем Ams, включая полную линейку автоматических станков. В каталоге Blissscatalog 1914 года было представлено более шестидесяти единиц оборудования, что в два раза больше, чем предлагалось Ams. Фирменными изделиями Bliss были штамповочные прессы, формовочные машины для кузовов, двойные крышки и пневматические тестеры. Компания Bliss производила пятнадцать различных типов автоматических формовочных машин практически для любых типов жестяных банок, представленных на рынке, — санитарных, паяных, круглых, квадратных, продолговатых и овальных. Компания Bliss осознала, что растущее использование гигиенических банок и скорость, с которой они могут изготавливаться, требуют более быстрого изготовления корпусов, поэтому они разработали машину, которая, «несомненно, была самой быстрой и лучшей из когда-либо предлагавшихся для этой работы».
Их основной машиной для изготовления гигиенических банок для пищевых продуктов была машина Bliss для изготовления корпусов с автоматическим замком и швами внахлест No. 22N с производительностью 125 банок в минуту «или более выдерживали хорошие рабочие условия».114 Компания Bliss не ограничивалась только санитарными банками, поэтому в комплект поставки для закатки концов банок входили как плавающие, так и двойные швы. Они предложили пять автоматических машин для двойной закатки. Две из этих машин были разработаны для закатки краев банок с начинкой на консервном заводе, а три другие — для производства консервных банок. Однако скорость работы машин была ниже, чем у Max Ams, и позволяла закатывать от 75 до 100 банок в минуту.
Наконец, тестеры Bliss отличались от тех, что предлагались Max Ams. У двух тестеров было горизонтальное и несколько наклонное круглое вращающееся колесо для тестера, в то время как у другого был линейный тестер длиной 12 футов. Производительность всех трех моделей составляла 120 банок в минуту, поэтому выбор воздушного тестера был продиктован требованиями к площади помещения.116 К середине 1910-х годов обе компании достигли скорости производства 120 банок в минуту или 7200 банок в час, хотя машины Ams с двойной формовкой были немного быстрее. Самое главное, что обе фирмы располагали полной линейкой автоматизированного оборудования, практически не требующего ручного труда.
Простота закатывания санитарных банок и отсутствие необходимости припаивать концы к банкам позволили разработать машины, которые использовали преимущества новой упаковки и максимально увеличили производительность для производителей банок. Таким образом, фабрика по производству банок была полностью механизирована и стала образцом массового производства на этапе разработки технологии «дизайн продукта». По сравнению с другими инновациями в области производства банок, внедрение и распространение санитарных банок было быстрым.
Совместные усилия Макса и Чарльза Амсов, Джулиуса Брен-Зингера, Джорджа Кобба и Уильяма Богла позволили сократить процесс разработки от концепции банки без припоя до коммерциализации продукта массового производства менее чем за семь лет. Это был радикальный отход от прежних методов производства консервных банок, потребовавший инновационных технических решений для создания прорывной технологии. Впервые консервные банки были освоены небольшими производителями, известными Bogle, но быстро распространились на более крупных потребителей, когда SCC была приобретена ACC в 1908 году.
Маркетинговая мощь этого корпоративного гиганта быстро сделала консервную банку с дырявой крышкой устаревшей. К началу 1920-х годов гигиенические банки, также известные как «банки с открытым верхом» или «банки для упаковки», использовались почти повсеместно в консервной промышленности, за исключением производства сгущенного молока.117 Эта банка сразу же получила признание в быстро развивающейся фруктово-консервной промышленности Калифорнии и к 1911 году стала доминирующей.118 Причина заключалась в том, что теперь эти фрукты можно было упаковывать целиком или более крупными кусочками, что было невозможно при использовании банки с дырчатой крышкой. Когда ACC сосредоточила свое внимание на маркетинге и производстве гигиенических банок, в 1910-х годах последовало еще больше преобразований. Крупнейшие производители упаковки для пищевых продуктов, такие как Campbell’s Soup, Heinz, Libby’s и Franco-American Soups, начали либо выпускать собственные гигиенические банки, либо закупать их у специализированных производителей банок.
Гигиеническая банка соответствовала производственной практике этих крупных фирм — большой объем, спрос на несколько уникальных форматов и необходимость быстрого наполнения. К концу 1910-х годов, всего через пятнадцать лет после того, как Джордж Кобб начал экспериментальное консервирование с использованием банок с открытым верхом в Фэйрпорте, Нью-Йорк, спрос на гигиенические банки «стал почти всеобщим».119 Быстрое распространение гигиенических банок лучше всего описал Герберт Бейкер, менеджер по продажам и будущий президент ACC, в обращении к Нью-Йоркской ассоциации оптовых бакалейщиков в 1923 году. Бейкер заявил, что «способность гигиенического контейнера к быстродействующей автоматической обработке, наряду с другими преимуществами, способствовала его быстрому внедрению». Санитарные банки или банки с открытым верхом достигли такой стадии развития, что каждый, кто использует их и обращается с ними, может относиться к ним с величайшим уважением и уверенностью как к безопасной и надежной таре для пищевых продуктов».120 Одним из «других преимуществ», на которые ссылается Baker, является стоимость санитарной банки. Производитель банок продавал банку с прикрепленным одним концом; другой конец должен был быть пришит к банке, как только она будет заполнена.
Производитель банок отгрузил то количество гигиенических банок, которое заказал клиент, и соответствующее количество крышек для использования на консервном заводе. Отсутствие припоя для крепления крышек значительно снизило стоимость материала для изготовления банок. Кроме того, производитель консервных банок может сократить численность своей рабочей силы, поскольку операции по укупорке и опрокидыванию на линии розлива полностью исключены благодаря использованию санитарных банок. В то время как пришлось бы арендовать или приобрести машину для двойной закатки за несколько сотен долларов, эти затраты были сущими грошами по сравнению с его экономией на сокращении рабочей силы. Более низкие затраты на материалы в сочетании с простотой и быстротой наполнения сделали гигиеническую банку выгодной покупкой среди консервных банок. Консервная компания H. S. Mill, небольшое региональное предприятие по производству консервов в северном округе Бакс, штат Пенсильвания, заказала у SCC 245 000 гигиенических банок различных размеров и с облицовкой, что соответствовало требованиям 1908 года. Основной частью заказа были 100 000 банок №2 plainsanitary по цене 15,75 долларов за тысячу, или 1,575 цента за банку.
Цена на обычную банку № 2,5 составляла 20,25 доллара за тысячу, или 2,025 цента за банку, в то время как обычная банка №3 стоила 21 доллар за тысячу, или 2,1 цента за банку. Банки, покрытые эмалью изнутри, чтобы предотвратить обесцвечивание содержимого, стоили немного дороже, чем обычные банки.121 H. S. Mill была небольшим региональным производителем консервов, поэтому цены для крупных фирм, которым требовался больший объем, вероятно, были несколько ниже. К первому десятилетию двадцатого века стоимость консервной банки уже измерялась копейками, что значительно отличалось от прошлого.