«Золотой век» роста, как с технологической, так и с социальной точек зрения, наступил в консервной промышленности в течение четырех десятилетий, последовавших за Гражданской войной. Это был период быстрых технологических изменений, но неполной рыночной диффузии. С точки зрения производителя и потребителя, необходимо было снизить цену на консервированные товары, чтобы они были пригодны для массового потребления. Благодаря разработке усовершенствованных технологий для консервирования и изготовления банок к началу двадцатого века была достигнута цель снижения цен. Одним из результатов головокружительных темпов изменений стало создание отдельной и специализированной отрасли — производства консервных банок.
Процесс технологических изменений в производстве консервных банок характеризовался механизацией в пять, несколько пересекающихся этапов, которые касались конкретных частей производственного процесса. Новые машины и устройства, изобретенные в конце XIX века, были в основном постепенными усовершенствованиями предыдущей технологии, но присутствовали и прорывные достижения. Инновации независимых изобретателей в девятнадцатом веке уступили место промышленным исследованиям и разработкам к началу двадцатого века. В этой главе мы объясним и опишем, как механизация и технологические изменения привели к снижению цен на банки, тем самым способствуя их коммерческому распространению; отделению производства банок от консервирования и созданию индустрии по производству консервной продукции. Первыми производителями банок в Америке были жестянщики, которые начали изготавливать жестяные банки как часть своей линейки товаров. Первым жестянщиком, родившимся в Америке, был Сим Браун из Бостона. Он вырос в Киттери, штат Мэн, но переехал в Бостон в конце XVII века. Браун предлагал линейку предметов домашнего обихода из олова, но не занимался изготовлением жестяных банок. Первое крупномасштабное ручное производство оловянной посуды было организовано Эдвардом Паттисоном из Берлина, штат Коннектикут, в 1740 году.
Благодаря наличию квалифицированной рабочей силы промышленность сосредоточилась в Новой Англии в целом и в Коннектикуте в частности. Жестянщики были высококвалифицированными мастерами, и к концу XVIII века была принята практика ученичества, которая соответствовала английскому обычаю и длилась семь лет. Ученик был нанят мастером и сначала научился изготавливать простые изделия, такие как штампы для выпечки, затем перешел к более сложным формам, таким как тазы или ведра, и в конечном итоге создал посуду, состоящую из нескольких частей. После семилетнего обучения ремесленник-жестянщик мог изготавливать самые разнообразные предметы домашнего обихода, такие как подсвечники, судна, грелки для ног, миски, чашки, формы для пирогов, кухонную утварь и жестяные банки. Иногда эти изделия изготавливались на заказ, но чаще всего их продавал странствующий разносчик, который колесил по проселочным дорогам Америки и продавал свои товары на местных рынках.
Продавцы олова сыграли важную роль в развитии отрасли и «были первыми в Америке разносчиками или продавцами от двери к двери, которых иногда называли ходячими». Изготовление банок берет свое начало в колониальных ремесленных традициях жестянщиков, но жестяные банки составляли незначительную часть их ассортимента вплоть до девятнадцатого века изобретение консервирования. Основным сырьем для изготовления жестяных банок первоначально было железо, позже сталь, погруженная в расплавленную ванну с оловом. Оловянное покрытие образует защитный барьер, препятствующий коррозии железа или стали, но составляет небольшую долю от общего объема содержимого контейнера. Современные оловянные покрытия составляют от 1,5 до 2 процентов от веса контейнера, но в начале девятнадцатого века их было несколько больше. Великобритания и, в частности, Уэльс «контролировали рынок [листовой жести] с момента появления первой листовой жести коммерческого производства в XVIII веке до принятия Закона о тарифах Конгрессом Соединенных Штатов в 1890 году»4. Процесс производства листовой жести начинался с того, что раскаленные железные прутки растирались вручную или водой-приводные или механические трифамолоты, пока они не станут в два раза длиннее и шире исходного бруска. Затем листы опускали в смесь земли и древесного угля для охлаждения. После охлаждения листы укладывали на ролики в другой печи стопками по сто листов.
Стопки листов нагревались, и положение листов в стопке менялось для обеспечения равномерного прогрева. Стопки снимались и снова уменьшались в толщине путем отбивания отбойным молотком. Процесс подачи тепла и отбивания повторялся трижды. После обжаривания до желаемой толщины листы разрезали ножницами по размеру, протирали песчаником для удаления поверхностных загрязнений, затем погружали в чаны с водой и ячменем для протравливания или полной очистки листов. Следующим этапом процесса нанесения покрытия оловом было погружение стопок по двадцать-пятьдесят листов в чаны с оловом, водой и зельем для покрытия листов оловом. Листам давали высохнуть, посыпали опилками и овсяными хлопьями и, наконец, упаковывали. Пакеты были проданы в виде пачек листов размером 10 х 14 дюймов продавцу стали, который затем продавал их компании atinsmith.5 В этот процесс было внесено несколько дополнительных усовершенствований, например, в 1783 году вместо молотков были введены ролики с канавками, но основной процесс изготовления белой жести оставался неизменным с 1760 по 1850-е годы. Спрос на жесть возрос в 1850-х годах, когда производство перешло от предметов домашнего обихода к жестяным банкам. В 1850-х годах в промышленности появилась паровая энергия, а также бессемеровская сталь. В 1870-х годах основным металлом стала мартеновская сталь. Переход от чугуна к стали позволил получить продукцию более высокого качества, требующую меньшего количества оловянного покрытия.6 Непрерывное лужение в ванне с ионизированным расплавленным оловом, электролитическое лужение, было введено только в 1930-х годах.
Технология производства жестяной консервной тары. Фаза 1 — Ручная работа
Производство банок «ручной работы» было первым этапом технологического развития консервного производства, характеризующимся широким использованием ручных инструментов. Выдающимся производителем ранних жестяных инструментов была компания «Джедедия Норт энд Компани» из Истберлина, штат Коннектикут. Норт изготавливал жестяные ножницы, молотки, колотушки, стамески, колья, пробойники и инструменты для пайки. Он получал заказы почти со всех уголков Соединенных Штатов. Компания North была производителем инструментов и никогда не производила и не поставляла простые станки для изготовления консервных банок. Его бизнес процветал с 1820-х по 1850-е годы, когда простые станки начали заменять ручные инструменты.7 Основные ручные инструменты жестянщика при изготовлении жестяных банок состояли из разделителя, циркуля, шила-скребка, ножниц (для резки лобзиком, прямых, с заостренным клювом, круглых), деревянных колотушек, кольев, наковален или оправок, деревянных формочек, плоскогубцев, перфораторов и паяльников, включая различные «медяки».
Предполагая, что он получит повторный заказ на жестяную банку, жестянщик сделает из нее узор или лекало. Он использовал разделитель, циркуль и шило, чтобы сделать шаблон для банки на куске прочной жести или дерева. Шаблоны представляли собой уже существующие формы, которые жестянщик будет использовать для изготовления аналогичных изделий в будущем, и выполняли ту же функцию, что и чертежи или механические чертежи сегодня. Для вырезания большого прямоугольного куска консервной банки из листа жести использовались ножницы для резки лобстеров, прямые ножницы и ножницы с заостренным клювом, в то время как круглыми ножницами срезались крышки и донышки. Для гибки металла использовались деревянные молотки или ручное давление. При обработке металла предпочтение отдавалось дереву, так как оно оставляло мало следов на жести.
Колья, наковальни или оправки были приспособлениями, прикрепляемыми к верстаку жестянщика, и представляли собой форму, вокруг которой тело сгибалось в цилиндр. Банки с крышками и донышками укладывали в деревянные формы и прижимали вручную или деревянным молотком, чтобы сформировать выступы или завитки на внешних краях крышек и донышек. Плоскогубцы использовались для того, чтобы обрабатывать жестяную пластину, закреплять ее на колышке или вынимать из формы. Пуансоны проделали вентиляционные отверстия в верхней части банки. Наконец, для соединения компонентов вместе и изготовления банки использовались паяльники с различными типами наконечников или «котлов».
Прямые котлы использовались для получения однородных плоских или ровных поверхностей, таких как боковой шов, в то время как изогнутые котлы использовались для круглых поверхностей, таких как пайка сверху и снизу.8 Консервная банка ручной работы, безусловно, была предметом, требующим значительных затрат труда и, следовательно, низкой производительности. Ручные инструменты были преобладающей особенностью раннего производства консервных банок, а механические инновации были ограничены до конца 1840-х и начала 1850-х годов. Существовал общепринятый процесс сборки жестяной банки ручной работы, но он несколько варьировался в зависимости от индивидуального вкуса и техники исполнения. В нем не было ничего, напоминающего последовательное производство, которое позже стало доминировать в консервной промышленности, и все этапы производственного процесса выполнялись жестянщиком, иногда с помощью помощника.
В раннем производстве жестяных банок не было специализации или разделения труда. Большинство жестянщиков перед сборкой консервных банок обрезают крышки, донышки и корпуса. Верхняя часть представляет собой круглый кусок металла с отверстием диаметром от 1 до 1,5 дюйма в центре для наполнения. Дно также имеет круглую форму и такой же диаметр, как и верхняя часть. Тело представляло собой прямоугольный кусок металла. Первым этапом сборки было приготовление припоя. На этапе изготовления банок вручную, до того как специализированные компании начали поставлять готовый припой, рецептура припоя менялась. В 1859 году Лерой Блинн, кузнец XIX века, заявил, что при соединении двух кусков белой жести предпочтительной смесью были «равные части олова и свинца, или 2 части олова и 1 часть свинца».
Почти пятьдесят лет спустя Пол Хэслак, жестянщик двадцатого века, описал процесс изготовления того, что он назвал «припоем жестянщика», который состоял из одной части свинца на каждые две части олова.10 Независимо от типа рецептуры, используемой для припоя, на заре производства банок его применение и количество были значительными. W. Лайман Андервуд, промышленный обозреватель начала XX века и профессор Массачусетского технологического института, описал процесс пайки так: «верх и низ, как и швы, были запаяны толстым слоем металла, и на одну банку было использовано столько припоя, что хватило бы на целый ряд изделий современного производства [1914 года выпуска]»11. неудивительно, что припой был применен в большом количестве, учитывая отсутствие механического контроля в этом процессе. Единственным моментом, в котором большинство жестянщиков придерживались одного и того же процесса, была сборка цилиндра или корпуса консервной банки. Первым элементом, который нужно было склеить, был боковой шов, или та часть банки, где сходятся края металла.
Заготовка была согнута молотком или руками вокруг колышка на жестяном столе. После придания цилиндру формы края были наложены друг на друга и скреплены вместе, чтобы удерживать их, создавая «шов внахлестку», а затем были точечно припаяны на месте, тем самым сохраняя цилиндрическую форму. Боковой шов был выполнен путем снятия зажима и полной пайки оставшейся части бокового шва.12 Следующим шагом было припаять концы на месте. Жестянщики ставили банку на твердую плоскую поверхность своего рабочего стола, например, на камень или кусок дерева. Их техника крепления концов варьировалась в зависимости от типа шва. Один из методов, называемый «заподлицо», заключался в том, чтобы запаять место соединения крышки и корпуса с внутренней стороны банки, капнув в нее немного припоя.
Жестянщики, которые использовали шов заподлицо, обрезали их концы по диаметру, равному конечной желаемой окружности банки. Паяльник вставлялся внутрь банки, а шов формировался с помощью изогнутой медной пластины. Затем банку поворачивали вручную, чтобы дать припою стечь. Затем банку переворачивали и повторяли процесс для донышка. Чтобы прикрепить дно к жестяной банке со швами заподлицо, в отверстие для заливки вставляли паяльник, а затем прикрепляли дно. Сначала верх, затем низ — это был предпочтительный порядок выполнения скрытого шва.13 Пайка внутри банки с использованием скрытого шва приводила к образованию отложений припоя по всей внутренней поверхности контейнера и была довольно сложным процессом. Поэтому некоторые жестянщики предпочитали отрезать торец немного больше диаметра банки, сделать выступ или фланец на торце с помощью деревянной формы, припаять верхушку к внешней стороне корпуса банки с помощью шва внахлестку, затем повторить процесс для дна. В середине девятнадцатого века предпочтительным методом стала наружная пайка торцов, когда сначала прикреплялась верхняя часть, а затем нижняя.
После охлаждения припоя жестянщик получал готовую жестяную банку, но только после долгой и кропотливой работы. Широкое использование ручных инструментов и отсутствие специализации в условиях разнообразного производственного процесса ограничивали возможности жестянщика по изготовлению большого количества банок. Некоторые жестянщики использовали разделение труда для повышения производительности. Один жестянщик вырезал и согнул корпус цилиндра и точечно припаял его на место. Он передавал банку товарищу, который затем заканчивал пропаивать шов. Этот человек также накладывал крышку на банку и припаивал ее изнутри. Затем банка передавалась третьему лицу, часто молодому подмастерью, который устанавливал дно на банку и припаивал его к корпусу, вставляя изогнутую медную пластину через отверстие в крышке.15 Большинство банок изготавливались в межсезонье консервными заводами или местными жестянщиками по контракту. Среднестатистический кузнец мог бы изготавливать пять-шесть банок в час или шестьдесят банок в день при десятичасовом рабочем дне. Один из отраслевых обозревателей отметил, что «жестянщик, который мог выпускать шестьдесят банок в день, был мастером своего дела»16. Кроме того, эти банки не всегда были самого высокого качества, и «60 банок в день на одного жестянщика» следует считать максимальной производительностью.
Из-за широкого использования импортной белой жести, высокой трудоемкости изготовления продукта, чрезмерного количества припоя и низкого уровня производства банки, изготовленные вручную, были очень дорогими. На каждую тысячу жестяных банок, изготовленных кустарным способом, приходилось 25 фунтов припоя.18 Прайс-лист 1850 года, составленный Сэмюэлем Харрисоном Бингманом, жестянщиком из округа Юнион, штат Пенсильвания, проживающим в Лорелтоне, подтверждает высокую цену банок, изготовленных вручную.
Как и большинство жестянщиков того времени, он производил широкий ассортимент оловянной посуды, и жестяные банки составляли часть его бизнеса. Все банки Бингмана изготавливались с использованием ручных инструментов до внедрения машин в процесс изготовления банок. Банки из-под сала и жидкости стоили по двадцать пять центов каждая, в то время как банка из-под патоки, которая, вероятно, была немного больше, чем большинство банок, стоила пятьдесят центов. Банка из-под фруктов стоила двадцать пять центов, в то время как цены на другие виды консервов, не связанные с фруктами, варьировались от двадцати пяти до двадцати девяти центов. Высокая стоимость упаковки сделала консервы неэкономичными для большинства населения. Не многие американцы могли воспользоваться инновационными технологиями Апперта или Кенсетта.