Công nghệ bao bì - Tìm hiểu bao bì ghép nhiều lớp

Nội dung text: Công nghệ bao bì - Tìm hiểu bao bì ghép nhiều lớp

1. GVHD: Đỗ Vĩnh Long Học phần: Công nghệ bao bì Lớp: 10CDTP2 Nhóm: 11
2. Công Nghệ Bao Bì Tìm hiểu bao bì ghép nhiều lớp DANH SÁCH NHÓM 1. Triệu Thị Hiệu 3005100230 2. Nguyễn Thị Kiển 3005100326 3. Vũ Thị Bảo Trân 3005100806 4. Trần Ngô Tuấn Vũ 3005100922 1
3. Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.Hồ Chí Minh Khoa Công Nghệ Thực Phẩm MỤC LỤC MỞ ĐẦU 4 PHẦN 1: SƠ LƯỢC VỀ BAO BÌ THỰC PHẨM 5 1. Định nghĩa về bao bì 5 2. Chức năng của bao bì 5 3. Phân loại 5 3.1. Phân loại bao bì theo loại thực phẩm 5 3.2. Phân loại theo tính năng kỹ thuật của bao bì 5 3.3. Phân loại vật liệu chế tạo bao bì thực phẩm: 5 PHẦN 2: BAO BÌ NHIỀU LỚP 6 1. Định nghĩa 6 2. Đặc tính và cấu trúc 6 2.1. Phối hợp vật liệu và những lớp kết dính trung gian 6 2.2. Cấu trúc 7 3. Tính chất và ứng dụng 8 4. Phương pháp chế tạo 8 4.1. Giới thiệu chung các phương pháp ghép màng 8 4.2. Phương pháp ghép khô 9 4.3. Phương pháp ghép ướt 10 PHẦN 3: BAO BÌ TETRAPAK 12 1. Khái niệm bao bì Tetrapak 12 2. Mục tiêu – đặc điểm của phương pháp Tet apak 12 2.1. Đặc diểm 12 2.2. Mục tiêu 12 2
4. Công Nghệ Bao Bì Tìm hiểu bao bì ghép nhiều lớp 3. Cấu trúc bao bì Tetrapak 13 3.1. Lớp 1: Màng HDPE 13 3.2. Lớp 2: Giấy in ấn. 14 3.3. Lớp 3: Giấy Cartong. 15 3.4. Lớp 4: Màng PE 15 3.5. Lớp 5: Màng nhôm 18 3.6. Lớp 6: Ionomer. 19 3.7. Lớp 7: LDPE 20 4. Cách đóng bao bì Tet apak 25 5. Ưu – Nhược điểm bao bì Tetrapark 25 5.1. Ưu diểm 25 5.2. Nhược điểm 26 6. Ứng dụng của bao bì Tetrapak 26 KẾT LUẬN 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO 29 3
5. Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.Hồ Chí Minh Khoa Công Nghệ Thực Phẩm MỞ ĐẦU Bao bì nói chung và bao bì thực phẩm nói iêng đã được con người biết đến và sử dụng từ lâu đời. Tùy thuộc vào từng giai đoạn phát triển mà các hình thức và mẫu mã bao bì cũng khác nhau. Ban đầu, con người tận dụng những vật liệu từ thiên nhiên như lá cây, vỏ cây để làm dụng cụ chứa đựng thực phẩm. Do vậy, mà bao bì trong thời kỳ này còn mang tính sơ khai và chưa thể hiện hết đầy đủ các chức năng của nó. Sau đó, nhờ sự phát triển của các ngành như: công nghiệp gốm, sứ; thủy tinh; công nghiệp luyện kim; công nghiệp giấy; công nghiệp chất dẻo mà ngành công nghiệp bao bì thực phẩm cũng có những bước phát triển vượt bậc. Chức năng của bao bì thực phẩm cũng nhờ đó mà mở rộng và hoàn thiện hơn. Tuy nhiên, đứng t ước nhu cầu gia tăng thời gian lưu t ữ thực phẩm đòi hỏi các nhà sản xuất phải chế tạo ra một loại bao bì mới. Bao bì màng nhiều lớp a đời đã phần nào giải quyết được yêu cầu đó. Không những vậy nó còn tạo a bước đột phá quan trọng cho ngành công nghiệp thực phẩm nhờ vào những tính chất đặc biệt vượt trội so với các loại bao bì khác. Vậy bao bì màng nhiều lớp là gì, cách tạo ra chúng ra sao, chúng có những tính chất gì đặc biệt ? Tất cả những điều này sẽ được giải đáp phần nào trong bài báo cáo sau đây. Dù đã hết sức cố gắng, nhưng do lượng kiến thức còn hạn chế, thời gian lại có hạn nên không thể tránh khỏi sai sót. Mong giảng viên và các bạn đóng góp ý kiến để bài báo cáo được hoàn thành tốt hơn. 4
6. Công Nghệ Bao Bì Tìm hiểu bao bì ghép nhiều lớp PHẦN 1: SƠ LƯỢC VỀ BAO BÌ THỰC PHẨM 1. Định nghĩa về bao bì Bao bì là vật chứa đựng, bao bọc thực phẩm thành đơn vị để bán. Bao bì có thể bao bọc, có thể phủ kín hoàn toàn hay chỉ bao bọc một phần sản phẩm. 2. Chức năng của bao bì Đảm bảo số lượng và chất lượng thực phẩm Thông tin, giới thiệu sản phẩm, thu hút người tiêu dùng. Thuận tiện trong phân phối, lưu kho, quản lý và tiêu dùng. 3. Phân loại 3.1. Phân loại bao bì theo loại thực phẩm Sản phẩm thực phẩm thì vô cùng đa dạng về chủng loại. Các loại thực phẩm khác nhau thì khác nhau về đặc tính dinh dưỡng, cấu trúc, mùi vị, độ ẩm, hàm lượng axit bao bì cũng khác nhau về cấu t úc, đặc tính vật liệu. 3.2. Phân loại theo tính năng kỹ thuật của bao bì Bao bì vô trùng, chịu được quá trình tiệt trùng nhiệt độ cao. Bao bì chịu áp lực hoặc được rút chân không. Bao bì chịu nhiệt độ thấp. Bao bì có độ cứng vững hoặc có tính mềm dẻo. Bao bì chống ánh sáng hoặc bao bì trong suốt. Bao bì chống côn trùng. 3.3. Phân loại vật liệu chế tạo bao bì thực phẩm: Bao bì giấy Bao bì thủy tinh. Bao bì kim loại Bao bì nhựa. Bao bì ghép nhiều lớp 5
7. Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.Hồ Chí Minh Khoa Công Nghệ Thực Phẩm PHẦN 2: BAO BÌ NHIỀU LỚP 1. Định nghĩa Màng nhựa phức hợp (hay còn gọi là màng ghép) là một loại vật liệu nhiều lớp mà ưu điểm là nhận được những tính chất tốt của các loại vật liệu thành phần. Người ta đã sử dụng cùng lúc (ghép) các loại vật liệu khác nhau để có được một loại vật liệu ghép với các tính năng được cải thiện nhằm đáp ứng các yêu cầu bao bì. Khi đó chỉ một tấm vật liệu vẫn có thể cung cấp đầy đủ tất cả các tính chất như: tính cản khí, hơi ẩm, độ cứng, tính chất in tốt, tính năng chế tạo dễ dàng, tính hàn tốt như yêu cầu đã đặt ra. Tính chất cuối cùng của một loại vật liệu nhiều lớp phụ thuộc nhiều vào những tính chất của các lớp thành phần riêng lẻ. Màng ghép thường được sử dụng rộng rãi làm nguyên liệu cho bao bì thực phẩm, dược phẩm Sự hình thành màng ghép là việc kết hợp có chọn lựa giữa màng nguyên liệu ban đầu, mực in, keo dán, nguyên liệu phủ sử dụng các phương pháp gia công có nhiều công đoạn, đa dạng. Về mặt kỹ thuật vật liệu ghép được ứng dụng thường xuyên, chúng đạt được các yêu cầu kỹ thuật, các yêu cầu về tính kinh tế, tính tiện dụng thích hợp cho từng loại bao bì, giữ gìn chất lượng sản phẩm bên trong bao bì, giá thành rẻ, vô hại . 2. Đặc tính và cấu trúc 2.1. Phối hợp vật liệu và những lớp kết dính trung gian Theo lý thuyết thì có thể phối hợp mọi loại vật liệu nhựa với nhau trong mọi cấu trúc, nhưng thực tế có nhiều loại nhựa không thể kết dính với nhau và vì thế cần một lớp kết dính trung gian giữa hai lớp này. Chỉ vài loại nhựa trong 20 loại vật liệu có thể kết dính với nhau khi nâng nhiệt độ lên cao mà không cần lớp kết dính trung gian. Những loại này có cấu trúc hóa học cơ bản giống nhau. 6
8. Công Nghệ Bao Bì Tìm hiểu bao bì ghép nhiều lớp Việc phát triển loại vật liệu t ung gian bám dính đóng vai t ò quan t ọng trong công nghệ chế tạo màng nhiều lớp. Các loại nhựa bám dính được yêu cầu tạo mối nối tốt ở cả nhiệt độ thường và nhiệt độ cao, ( ví dụ: bao bì sản phẩm phải chịu nhiệt độ cao trong thanh trùng sản phẩm), phải được gia công ở nhiệt độ tương thích về độ nhớt đối với các vật liệu khác trong cấu trúc và nhiều công t ình còn đang nghiên cứu để đáp ứng được những yêu cầu này. 2.2. Cấu trúc Các polyme khác nhau được sử dụng tùy thuộc vào vai trò của chúng như là lớp cấu trúc, lớp liên kết, lớp cản, lớp hàn. . Lớp cấu t úc: đảm bảo các tính chất cơ học cần thiết, tính chất in dễ dàng và thường có cả tính chống ẩm. Thông thường đó là những loại nhựa rẻ tiền. Vật liệu được dùng thường là LDPE, HDPE, EVA, LLDPE, PP (đối với những cấu trúc mềm dẻo) và HDPS hay PD (đối với cấu trúc cứng). . Các lớp liên kết: là những lớp keo nhiệt dẻo (ở dạng đùn) được sử dụng để kết hợp các loại vật liệu có bản chất khác nhau. . Các lớp cản: được sử dụng để có được những yêu cầu đặc biệt về khả năng cản khí và giữ mùi. Vật liệu được sử dụng thường là PET (trong việc ghép màng), nylon, EVOH và PVDC. . Các lớp vật liệu hàn: thường dùng là LDPE và hỗn hợp LLDPE, EVA, inome , Một số loại màng phức hợp: . 2 lớp: BOPP/PE; PET/PE; BOPP/PP; NY/PE . 3 lớp: BOPP(PET)/PET (M)/PE; BOPP(PET)/Al/PE; . 4 lớp: BOPP(PET)/PE/Al/PE; Giấy/PE/Al/PE; . 5 lớp: PET/PE/Al/PE/LLDPE 7
9. Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.Hồ Chí Minh Khoa Công Nghệ Thực Phẩm 2 lớp 3 lớp 4 lớp 3. Tính chất và ứng dụng Sản phẩm bao bì chứa đựng thực phẩm, mỹ phẩm hoặc dược phẩm yêu cầu phải kín hoàn toàn, đồng thời phải có độ bền, chống va đập, trong suốt, dễ in ấn và có thể thanh trùng, tiệt t ùng đảm bảo độ kín chống bất kỳ sự xâm nhập nào từ môi t ường ngoài vào môi t ường bên trong chứa đựng thực phẩm và cũng chống thấm bất kỳ thành phần nào từ thực phẩm. Thực tế không có loại vật liệu nào có thể đồng thời đáp ứng được tất cả các yêu cầu đó, vì thế cần kết hợp nhiều loại vật liệu bổ sung ưu điểm. Do đó, màng ghép nhiều lớp được chế tạo và hoàn toàn chiếm ưu thế trong ngành bao bì thực phẩm. 4. Phương pháp chế tạo 4.1. Giới thiệu chung các phương pháp ghép màng Màng phức hợp được tạo thành bằng cách - Ghép hai hay nhiều lớp màng bằng chất kết dính. Lượng chất kết dính chiếm khoảng 1 – khối lượng các loại màng chính và có độ dày khoảng 3μm. Đa số các màng ghép có dùng chất kết dính đều có ghép lá nhôm, để ngăn cản ánh sáng thấy được hoặc tia tử ngoại; hoặc ghép lớp giấy kraft có tính dễ xếp nếp, tăng độ dày, tính cứng vững của bao bì. Ghép lớp PE t ong cùng để tạo khả năng hàn dán nhiệt tôt, dễ dàng. Màng LDPE hay LLDPE cũng có thể được phủ ngoài cùng nhằm mục đích chống thấm hơi nước, chống ướt bao bì.Thông thường màng OPP được ghép ngoài cùng của các bao bì dạng túi 8
10. Công Nghệ Bao Bì Tìm hiểu bao bì ghép nhiều lớp nhằm mục đích bao bì có thể xé, mở dễ dàng, in ấn tốt, tạo độ bóng cao cho bề mặt bao bì. - Tráng lên một lớp màng vật liệu một lớp vật liệu khác ở dạng lỏng (nóng chảy) sau khi lớp vật liệu này nguội đi sẽ đông cứng lại hoặc nhiều màng được chế tạo trên những thiết bị riêng, ghép lại với nhau bằng phương pháp ép dán nhiệt Có ba phương pháp t áng ghép màng cơ bản thường được ứng dụng trong sản xuất bao bì mềm, t ong đó mỗi phương pháp bao gồm các dạng riêng của chúng: . T áng ghép đùn - Đùn đơn - Đùn t ước và sau - Đùn kép . Ghép khô - Ghép có dung môi - Ghép không dung môi - Ghép kết hợp . Ghép ướt 4.2. Phương pháp ghép khô Ghép khô không dung môi Công nghệ ghép màng không dung môi là công nghệ ghép màng tiên tiến nhất hiện nay t ong lĩnh vực ghép màng, các nhà sản xuất và biến đổi bao bì trên thế giới đang chuyên sang phương pháp ghép màng không dung môi này. Là phương pháp ghép bằng keo, như tên công nghệ đã chỉ ra, kỹ thuật ghép màng không dung môi không sử dụng tới các loại keo có gốc dung môi mà sử dụng loại keo 100% rắn. Nhờ đó ta có thể giảm một cách đáng kể việc tiêu thụ năng lượng tiêu tốn cho các công đoạn sấy khô dung môi trong keo hoặc cho việc thổi và thông gió. 9
11. Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.Hồ Chí Minh Khoa Công Nghệ Thực Phẩm Keo được sử dụng là loại keo 1 hoặc 2 thành phần, loại keo một thành phần được dùng chủ yếu để ghép với giấy. Để ghép bằng keo không dung môi, đòi hỏi phải có bộ phận t áng keo đặc biệt, bằng cách dùng trục tráng keo phẳng thay vì trục khắc, gồm các trục được gia nhiệt và các trục cao su. Sức căng bề mặt của màng phải được chú ý đặc biệt, để xử lý độ bám dính, vì độ bám dính ban đầu của keo rất yếu khi chưa khô. Lớp keo được tráng vào khoảng từ: 0.8- 1.5g/m2. Các ưu điểm của công nghệ ghép màng không dung môi như sau: . Giảm được tiếng ồn do bởi không có hệ thống thông gió . Không còn sót dung môi trong lớp màng đã ghép, do đó ất thích hợp cho việc dùng làm bao bì thực phẩm, dược phẩm. . Không gây ô nhiễm không khí . Chi phí đầu tư thấp . Không cần sấy qua nhiệt . Không cần bảo vệ sự nổ gây ra dung môi . Yêu cầu về mặt bằng ít . Chi phí sản xuất thấp . Tốc độ sảnxuất cao 4.3. Phương pháp ghép ướt Ở phương pháp ghép ướt là phương pháp ghép bằng keo, tại thời điểm ghép hai lớp vật liệu với nhau chất kết dính (keo) ở trạng thái lỏng. Đây là phương pháp ghép được sử dụng khá rộng ãi đặc biệt ứng dụng nhiều nhất khi ghép màng nhôm với giấy. 10
12. Công Nghệ Bao Bì Tìm hiểu bao bì ghép nhiều lớp Keo sử dụng t ong phương pháp ghép này là dạng keo polimer nhân tạo gốc nước.Trong quá trình ghép keo ở trạng thái lỏng chúng sẽ thẩm thấu qua một lớp vật liệu và bay hơi sau đó. A. Cuộn xả G. Cuộn thu B. Bộ phận tráng keo E. Bộ phận ghép dán C. Bộ phận sấy F. Các lô ép và căng màng D. Cuộn xả 2 Keo được tráng lên lớp vật liệu 1 ít có tính thấm nước hơn, sau đó ngay lập tức được ghép với lớp vật liệu thứ 2. Bộ phận ghép gồm cặp lô t ong đó có một lô được mạ crom và một lô cao su. Sau khi ghép nước chứa trong keo sẽ bay hơn tại đơn vị sấy, keo khô tạo kết dính giữa hai lớp vật liệu. 11
13. Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.Hồ Chí Minh Khoa Công Nghệ Thực Phẩm PHẦN 3: BAO BÌ TETRAPAK 1. Khái niệm bao bì Tetrapak Bao bì tetrapak là loại bao bì màng ghép rất nhẹ nhằm mục đích vô t ùng, đảm bảo chất lượng tươi, nguyên cho sản phẩm giàu dinh dưỡng và vitamin từ nguồn nguyên liệu. Bao bì nhẹ, bảo vệ môi t ường, tiện ích cho sử dụng, chuyên chở, phân phối và bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ thường với thời gian dài. Điểm khác biệt để phân biệt bao bì ghép nhiều lớp thông thường với bao bì tetrapak là sản phẩm cho vào bao bì tetrapak phải được tiệt t ùng t ước. 2. Mục tiêu – đặc điểm của phương pháp et apak 2.1. Đặc diểm . Nhẹ . Bảo vệ môi t ường . Dễ vẫn chuyển . Bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ thường trong thời gian dài . Được tiệt trùng t ước khi rót dịch sản phẩm . Phương pháp đóng gói Tet apak đi đôi cùng phương pháp UHT. 2.2. Mục tiêu Phương thức đóng bao bì tet apak được áp dụng cho những loại thức uống dạng lỏng, đồng nhất hoặc dạng huyền phù, nhũ tương với kích thước hạt rất nhỏ, độ nhớt không quá cao như sữa, nước ép rau quả. Theo phương thức đóng gói tet apak, thức uống được tiệt t ùng t ước khi đóng vào bao bì với vật liệu bao bì đã được tiệt t ùng và hàn kín t ong môi t ường vô trùng. Sau khi đóng bao bì, sản phẩm được giữ ở nhiệt độ thường trong khoảng thời gian khoảng 6 tháng vẫn đảm bảo chất lượng sản phẩm. Sau khi mở bao bì sử dụng, phần thực phẩm còn thừa lại trong bao bì phải được bảo quản ở 4 – 100C. 12
14. Công Nghệ Bao Bì Tìm hiểu bao bì ghép nhiều lớp 3. Cấu trúc bao bì Tetrapak Bao bì Tetrapak có cấu tạo từ 7 lớp - Lớp 1: Màng HDPE - Lớp 2: Giấy in - Lớp 3: Giấy Cartong - Lớp 4: Màng PE - Lớp 5:Màng nhôm - Lớp 6: Ionomer - Lớp 7: Màng LDPE 3.1. Lớp 1: Màng HDPE - Chống thấp nước. - Bảo vệ lớp giấy in bên trong. - Chống trầy xước. * HDPE Màng chống thấm HDPE là nhựa PE có trọng lượng phân tử lớn chiếm 97,5%, 2,5% than hoạt tính và các hoạt chất chống oxi hoá. Sản phẩm nhựa PE tạo thành qua quá trình đồng trùng hợp của các phân tử etylen (C2H4) với nhau dưới điều kiện nhiệt độ, áp suất và xúc tác thích hợp hay còn gọi là quá t ình Polime hoá. Khí etylen được tạo ra từ quá trình craking dầu thô. HDPE (High Density Polyethylene) được cấu tạo bởi đa số các chuỗi polythylene thẳng được sắp xếp song song, mạch thẳng của monomer có nhánh rất ngắn và số nhánh không nhiều. Tính chất HDPE có tính vững cao, trong suốt nhưng có mức mờ đục cao hơn LDPE, độ bóng bề mặt không cao, có thể chế tạo thành màng đục do có phụ gia TiO2 khả 0 năng bền nhiệt cao hơn LDPE, nhiệt độ hoá mềm dẻo là tnc = 121 C nên có thể 13
15. Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.Hồ Chí Minh Khoa Công Nghệ Thực Phẩm làm bao bì chứa thực phẩm áp dụng chề độ thanh trùng pastuer, hay làm bao bì 0 0 0 đông lạnh như thuỷ sản: tmin = 46 C, thàn = 140 C - 180 C. Ngoài tính vững cứng cao, HDPE có độ bền cơ học cao, sức bền kéo, sức bền va chạm, sức bền xé đều cáo hơn LDPE và LLDPE. Nhưng vẫn bị kéo dãn, gây phá vỡ cấu trức polyme dưới tác dụng của lực hoặc tải trọng cao. - Tính chống thấm nước, hơi nước cao. - Tính chống chất béo (tốt hơn LDPE và LLDPE) - Tính chống thấm khí, hương (tốt hơn LDPE và LLDPE). - Khả năng in ấn ( tốt hơn HDPE và tương dương LLPDE). Công dụng HDPE có độ cúng vững cao, tính chống thấm khí, hơi khá tốt, tính bền cơ học cao nên dùng làm các vật chứa đựng như các thùng có thể tích từ 1 – 20 lít với độ dày khác nhau để đảm bảo độ cứng vững của bao bì theo khối lượng chứa bên trong. Túi xách chứa các loại vật, vật phẩm, lớp bao bọc bên ngoài để vận chuyển các vật phẩm đi. Nắp một số loại chia thuỷ tinh hoặc plastic. HDPE thường không dùng làm bao bì dạng túi để bao gói thực phẩm chống oxy hoá, làm chia lọ chống oxy hoá cho sản phẩm, thực phẩm. MDPE có tính trung gian giữa LDPE và HDPE. 3.2. Lớp 2: Giấy in ấn: Trang trí và in nhãn. * Giấy bìa Giấy bì là loại sản phẩm giấy đặc biệt dày và được dùng để sản xuất các loại bao bì khác Giấy bìa thường có đố dày nhỏ nhất là 0,254mm. chế tạo nó thì cứng nhiều hơn so với giấy báo và giấy in máy tính. Đây là loại giấy mỏng hơn nhiều so với giấy catong làm thùng. 14
16. Công Nghệ Bao Bì Tìm hiểu bao bì ghép nhiều lớp Giấy bìa có mặt ở khắp nơi t ong xã hội ngày nay và được dùng để đóng gói các mặt hàng thông dụng, hầu như là các sản phẩm thực phẩm hơi vì nó dễ dàng cắt vào tạo hình, có trọng lương nhẹ, chắc chắn và phổ biến trong một số công nghiệp như là bao bì. Ưu điểm: Giấy và sản phẩm bằng giấy tạo thành một nguyên liệu đóng gói tuyệt vời sữa và các sản phẩm sữa. Giấy chống mỡ, giấy tráng sáp, giấy tráng nhựa, tấm giấy, Các giấy tờ được sử dụng ở dạng hộp, túi, giấy gói hộp, cốc Lợi thế của việc sử dụng giấy là nó có trọng lương, khả năng in ấn trên bề mặt và sử dụng dễ dàng, dễ tạo hình. Nhược điểm: dễ thấm nước, rách, chi phí cao. 3.3. Lớp 3: Giấy cartong: tạo hình dáng hộp. cứng, dai, chịu dựng được va chạm cơ học. 3.4. Lớp 4: Màng PE: lớp keo kết dính giữa lớp giấy cartong và màng nhôm. Lớp kết dính giữa nhôm và giấy cartong được cấu tạo bởi PE đồng trùng hợp – là lớp chống thấm phụ trợ cho lớp PE trong cùng và lớp màng nhôm mỏng; màng nhôm chống thấm khí, hơi và hơi nước tốt. * Chất kết dính copolymer PE Các loại PE đồng trùng hợp (EVA, EVOH, EAA, EBA. EMA, EMAA ) Plastic đồng trùng hợp là sự kết hợp đồng nhất giữa ethylen và các monomer khác, được phát triển và có nhiều ứng dụng trong nhiều năm qua. T ong các sản phẩm này, tỉ lệ PE thường cao và là thánh phần phối liệu chính. Điều kiện để tạo nên loại plastic PE đồng trùng hợp: các monomer khác phải có sự tương đồng hoá học với ethylen, phản ứng trùng hợp được diễn ra ở điều kiện thích hợp về chất xúc tác, nhiệt độ, thời gian, áp suất. PE được đồng trùng hợp để kết dính các loại vật liệu lại với nhau. Tổng lượng chất kết dính của lớp rất nhỏ khoảng 15 -20% khối lượng màng chính, chiều dày khoảng 3 15
17. Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.Hồ Chí Minh Khoa Công Nghệ Thực Phẩm mircomet. Chất kết dính thường có ghép lá nhôm để ngăn cản ánh sáng thấy được hoặc tia tử ngoại. Lớp PE được ghép t ong cùng để tạo khả năng hàn dán nhiệt tốt, dễ dàng, có khả năng chịu nhiệt, chịu lạnh. EVA EVA là copolyme đồng trùng hợp của ethylen và vinyl aceta. Theo lý thuyết thì tỉ lệ của vinyl acetat trong copolyme có thể trong khoảng 1- 99%, nhưng t ong thực tế sản phẩm thương mại có tỉ lệ vinyl acetat (VA) trong khoảng thấp hơn . Loại EVA có tỉ lệ 21 - VA thì dùng như chất phụ gia làm nền vá chất kết dính Tỉ lệ phối trộn VA thay đổi có ảnh hưởng đến tính chất của EVA. Màng EVA có thể được sản xuất theo phương pháp thổi hoặc đúc theo độ dày yêu cầu. Loại màng EVA có tỉ lệ VA khoảng 7 -8% thì có tính chất giống như LDPE, những màng có tỉ lệ EVA khoảng 15 -20% thì có tính chất khá giống với PVC nhưng dẻo dai hơn, được dùng làm màng co. Tính chất của màng EVA thay đổi theo tỉ lệ của VA trong phân tử nhưng nhìn chunh nếu so sánh với LDPE: - Nhiệt độ hàn ghép mí thấp hơn. 16
18. Công Nghệ Bao Bì Tìm hiểu bao bì ghép nhiều lớp - Độ bền cơ học cao. - Tính chống thấm khí và hơi nước thấp. - Các đặc tính được ổn định ở nhiệt độ thường. - Tính chất t ươt của EVA thpa61, tức hệ số ma sát cao. - EVA có thể hàn bằng nhiệt nhưng đòi hỏi năng lượng cao hơn PVC. - Khả năng in tốt. - EVA dễ bị hư hỏng ở nhiệt độ cao. Tóm lại, EVA có đặc điểm là tính mềm dẻo cao, có nhiệt độ hàn ghép mí thấp hơn so với PE. Về phương diện hàn dán thì chúng tốt hơn vài polyme khác. Khi EVA bị hư hòng cấu trúc thì không gây ô nhiễm môi t ường. Một trong những hạn chế của EVA là độ ma sát cao, vì thế cần tăng thêm chất phụ gia của tác nhân t ượt để tạo độ bóng loáng co bề mặt. EVOH (Ethylen Vinyl Ancohol - EVAL ) - Có tính chống thấm oxy hoá, tăng theo sự tăng hàm lượng vinyl acohol - Có tính thấm nước. EAA (Ethylen Acid Acryclic) Có khả năng bám dính cao nhờ nhóm acid ac ylic, nhưng đồng thời cũng có tình ăn mòn thiết bị. Loại EAA thường được chế tạo thành màng mỏng 6 -8 g/m2, để làm tăng chất kết dính giữa các loại plastic trong màng ghép. 17
19. Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.Hồ Chí Minh Khoa Công Nghệ Thực Phẩm EBA (Ethylen Butylacrylate) Có ứng dụng như EVA, nhưng có tính bền nhiệt cao. EMA (Ethylen Methylacrylate) - Chịu được nhiệt độ khá cao. - Không hút ẩm. - Có tính bám bính cao để làm lớp keo dán giữa các lớp plastic trong màng ghép (OPP, PVDC ) EMAA (Ethylen Methyl Acid Methacrylic - surlyn) - Nhiệt độ nóng chảy của EMAA nhỏ hơn Nhiệt độ nóng chảy của LDPE - Chống thấm chất béo cao. - Tính hàn dán tốt vì nhiệt độ hàn thấp hơn LDPE. - Tính bền cơ cao. - EMAA là nguyên liệu sản xuất inome, khi đó nhóm acid được trung hoà bởi ion Na+ hoặc Zn+. 3.5. Lớp 5: Màng nhôm: Ngăn chặn ẩm, ánh sáng và khí cơ. * Màng Al Nhôm được dùng ở dạng lá ghép với plastic mục đích chống thoát hương, chống tia cực tím. Nhôm được sử dụng làm bao bì thực phẩm có độ tinh khiết từ 99%-98%. Nhôm ở dạng lá có thể có độ dày như sau: 7, 9, 1 , 1 và 18 mic omet. Lá nhôm thường có những lỗ li ti: với độ dày 7µm, có thể có 800 lỗ/m2 lá, độ dày 9 µm có khoảng 200 lỗ/m2. Tính trung bình tổng diện tích lỗ trên bề mặt lá nhóm có thể đến 2mm2/m2 lá nhôm. Do có tính mềm dẻo, lá nhôm có thể áp sát bề mặt thực phẩm, ngăn cản sự tiếp xúc với không khí, vi sinh vật, hơi nước. Do đó màng nhôm thích hợp để bảo quản tăng độ ẩm khiến vi sinh vật không thể phát triển. 18
20. Công Nghệ Bao Bì Tìm hiểu bao bì ghép nhiều lớp Ưu điểm: Dẫn điện và nhiệt tốt, độ nóng chảy cao và sáng bóng, kín, chống ánh sáng, chống thoạt hơi và sự xâm nhập hơi nước và các loại vi khuẩn, vật liệu chắc chắn và bền vững, dễ tạo dáng, cán dát mỏng, quy trình sản xuất đơn giản. Nhược điểm: Không linh hoạt, rỉ sét, tác động bởi phản ứng hoá học, giá thành cao, tồn thất năng lượng khi tái chế. 3.6. Lớp 6: Ionomer: Lớp keo kết dính giữa màng nhôm và màng PE trong cùng. * Chất kết dính ionomer Cấu trúc - Ionomer là loại plastic mà trong phân tử polyme có chứa nguyên tố kim loại, tạo mối liên kết ngang giữa các mạch polyme bằng liên kết giữa các ion kim loại và một số nhóm chức của chuỗi. - Liên kết ion có năng lượng cao hơn các liên kết khác trong chuỗi polyme nên chúng sẽ bổ sung một số tính chất mới cho polyme. - Surlyn A – tên thương mại – được chế tạo bởi công tu Du Pont – chế tạo dựa t ên sơ sở của ethylen, có những tính chất tương tự như plyethylen. Nhóm cacboxyl của mạch polyme liên kết với ion kim loại như Na+, K+, Mg+, Zn2+. 19
21. Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.Hồ Chí Minh Khoa Công Nghệ Thực Phẩm Một ionomer tiêu biểu được tìm thấy chứa ,8 Na có đương lượng : 17 nguyện tử Na/100 nguyên tử C. Tính chất - Kéo mềm dẻo. - Trong suốt, độ đục khoảng 1 đối với màng dày 0,003µm. - Cứng, tính vững cao, vẫn giữ nguyên tính chất này ngya cả khi ở điều kiện nhiệt độ thấp ( nhiệt độ thấp nhất là -990C) - Ionomer cứng vững hơn PE 1 lần t ong cùng điều kiện, do đó dễ gấp xếp, dùng bao gói những sản phẩm có góc cạnh một cách dễ dàng hơn PE vì luôn luôn có trạng thái mềm bẻo nên khi gấp xếp không giữ nếp gấp, các nhóm có cực có trong phân tử ionomer sẽ tạo tính năng hấp thụ tia hồng ngoại và sẽ được đốt nóng bằng đèn hồng ngoại. - Chống mài mòn tốt, có thể so sánh với PC. - Tính chống thấm dầu mỡ cao nhưng tính chất này giảm theo sự tăng nhiệt độ. - Ionomer không bị ăn mòn bởi môi t ường kiềm đậm hoặc loãng, nhưng bị ăn mòn bởi acid. - Không bị hư hỏng bởi cetone este va acohol nhưng bì chảy mềm trong các loại dung môi hydrocacbon. - Tính chống thấm khí tương tự như PE, nhưng tính chống thấm hơi cao hơn PE. - Có khả năng in ấn tốt hơn PE nhưng vẫn bị xử lý về mặt này. - Có thể hàn dán để ghép mí bằng nhiệt. 3.7. Lớp 7: LDPE cho ghép bao bì dễ hàn và tạo lớp t ơ tiếp xúc với sản phẩm bên trong. * LDPE 20
22. Công Nghệ Bao Bì Tìm hiểu bao bì ghép nhiều lớp Đặc điểm - Tỷ trọng 0,91 – 0,925g/cm2. - T ong nhưng có ánh hơi mờ, độ bóng bề mặt khá cao. - Bị kéo dài và dễ dứt dưới tác dụng lực. - Tính chịu nhiệt: - Khả năng chống lại các tác nhân: - Chống thấm nước tốt. - Chống thấm các khí : O2, CO2, N2 và hơi nước kém. - Chống thấm dầu mỡ kém. - Bền với acid, kiềm, muối vô cơ. - Bị hư hỏng trong dung môi hữu cơ. 21
23. Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.Hồ Chí Minh Khoa Công Nghệ Thực Phẩm - Khả năng in ấn trên bao bì LDPE kém , khi chiếu xạ thì trở nên vàng, trong suốt, cứng, giòn hơn. Ứng dụng - Dùng làm bao bì cho sản phẩm lạnh đông, vì sau khi bao gói, sản phẩm được bảo quản ở - 180C. - Dùng làm lớp trong cùng của bao bì nhiều lớp để dễ dàng hàn nhiệt. - Túi chứa dựng vật phẩm các loại một cách tạm thời. - LDPE thường dùng làm lớp lót trong cùng của bao bì nhiều lớp để hàn dán dễ dàng do nhiệt độ hàn thấp, mối hàn đẹp, không bị rách, cấu tạo bao bì sao cho lớp plastic bên ngoài có nhiệt độ hàn cao hơn nhiệt độ hàn PE, khi tiếp xúc trực tiếp với bộ phận mối hàn sẽ không bị đứt hoặc rách. Cấu trúc đặc tính của LDPE - Đặc điểm cấu trúc của LLDPE so với LDPE: các chuỗi polyme thằng hơn, kích thước ngắn hơn và chứa đa số mạch nhánh ngắn, số mạch ngắn cũng ít hơn so với LDPE, vì vậy mà tạo nên tỉ lệ vùng kết tinh cao hơn so với LDPE. - LLDPE được chế tạo dựa t ên cơ sở chế tạo LDPE, nhưng được trùng hợp ở điều kiện áp suất thấp hơn so với LDPE (689 – 2068 km/m2 ) ở nhiệt độ khoảng 180 – 2500C Đặc tính cùa màng bao bì LDPE: màng LDPE và LLDPE trong suốt, hơi có ánh mờ, có bề mặt láng, mềm dẻo. - Tính chống thấm oxy kém nên không thể dùng làm boa bì chống oxy hoá. - Tốc độ thẩm thấu khi O2 ( )= 6000 - Tốc độ thẩm thấu hơi nước ( = 20 - Tốc độ thẩm thấu CO2 ( = 30000 22
24. Công Nghệ Bao Bì Tìm hiểu bao bì ghép nhiều lớp - Tốc độ thẩm thấu khí qua màng được tính bằng thể tích khí thẩm thấu qua màng có độ dày tiêu chẩn 25 µm qua diện tích màng là m2, trong thời gian 24h, ở áp suất 1atm và ở nhiệt độ 230C. - Tốc độ hơi thẩm thấu qua màng được tính bằng khối lượng hơi (g) thẩm thấu qua màng như điều kiện tiêu chuển đối với khí nhưng ở điều kiện nhiệt độ 380C và hơi ẩm không khí là 90%. - Tính chịu nhiệt của của hai loại như sau: t0 LDPE LLDPE 0 0 tnc 85-93 C 95-180 C 0 0 tmin -57 C -57 C 0 0 thàn 100-110 C 120 -200 C - LDPE có điểm mềm thấp hơn 1 0C, do đó không thể sử dụng làm bao bì thực phẩm có thanh trùng, tiệt trùng bằng hơi nước sấy bằng không khí nóng khoảng 1000C nhưng LDPE có hàn dán nhiệt dễ dàng, cho nên được dùng làm lớp trong các lớp bao bì ghép để hàn kín, nhiệt độ hàn dán gần bằng 1000C. - Bền ở nhiệt độ 60-700C - Chống thấm nước và hơi tốt. - Tính chống thấm khí O2,CO2,N2 đều kém. - LDPE có tính chống thấm dầu mỡ kém ( có thể bị dầu mỡ thấm qua màng). - Tính bền hoá học cao dưới tác dụng của aid, kiềm, dung môi muối vô cơ. - LDPE bị căng phồng và hư hỏng khi tiếp xúc với các chất tẩy rửa như hyd oca bon và hyd ocacbon thơm, dầu hoả, tinh dầu thực vật và các chất tẩy rửa như H2O2, HclO, các chất này có thể thấm qua bao bì LDPE, làm đứt gãy mạch polyme , gây hư hỏng bao bì. Màng PE chiếu xạ sẽ có những biến đổi như: - Vàng hơn, độ trong suốt cao hơn. - Trở nên cứng và giòn hơn. 23
25. Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.Hồ Chí Minh Khoa Công Nghệ Thực Phẩm - Chịu nhiệt tốt hơn, có thể không bị hư hỏng ở 1050C trong thời gian dài hoặc chịu được nhiệt độ 2300C trong thời gian ngắn. - Các loại PE được sản xuất có độ dày tầm 25 - 100µm, màng phủ bên ngoài có độ dày 10 - 20µm. - Khả năng in ấn trên bề mặt PE không cao, dễ bị nhoè nét do khi in màng PE có thế thể bị kéo dãn. - PE có thể cho khí hương thẩm thấu xuyên qua, do đó PE cũng có thể hấp thu giữ lại mùi trong bản thân bao bì, và chình mùi này có thể được hấp thụ bởi thực phẩm gay mất giá trị cảm quan thực phẩm. Việc sự dụng màng nhôm, màng ionomer dạng chất keo kết dính, màng PE trong cùng tạo nên tính thuận lợi cho bao bì tet pak vì nơi cắm ống vào để hút là bề mặt hình trong tạo bởi ba lớp này, tạo sự dễ dàng đục lỗ bằng đầu nhọn của ống hút. Trong loại bao bì này, màng PE được sử dụng lặp lại 3 lần với ba chức năng khác nhau: tạo lớp che phủ ngoài cùng (bằng HDPE), tạo lớp t ong cùng để dễ dàng hàn nhiệt ghép mí thân. 24
26. Công Nghệ Bao Bì Tìm hiểu bao bì ghép nhiều lớp 4. Cách đóng bao bì Tetrapak Các lớp vật liệu giấy được in nhãn theo yêu cầu của cơ sở sản xuất, sau đó được ghép cùng với các lớp vật liệu khác và quấn thành từng cuộn có chiều rộng bằng chu vi của thân trụ hộp (phải có phần ghép mí và thân). T ước khi chiết rót, cuộn giấy được tiệt trùng bằng hơi H2O2 trong phòng kín vô trùng và được đưa vào máy hàn dọc thân hộp và ghép đáy. Sau đó dịch thực phẩm được rót định lượng vào hộp và bao bì được hàn ghép mí đầu, cắt rời, xếp góc. Hộp sản phẩm được dòng nước phun để làm sạch chất lỏng dính ở các mối hàn đầu và đáy, sau đó được thổi không khí nóng để khô hộp. 5. Ưu – Nhược điểm bao bì Tetrapark 5.1. Ưu diểm . Bao bì tetrapark rẻ hơn nhiều so với các loại bao bì bằng thuỷ tinh, gỗ hoặc kim loại. . Đặc diểm lợi thế là chi phi vận chuyển giảm, siêu nhẹ nhưng bền dai. . Tetrapak thuận tiện hơn nhiều vì không lưu t ữ vỏ hay can nhôm để đi dổi hay trả lại . Khả năng tái sinh tốt . Giữ được các vitamin còn nguyện vẹn đến tay người tiêu dùng. . Bảo đảm cho sữa, thực phẩm giữ nguyên vẹn hương vị của chúng. . Bề mặt tương đối phẳng, độ trắng của giấy đảm bảo cho tính chất của hình ảnh 25
27. Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.Hồ Chí Minh Khoa Công Nghệ Thực Phẩm tạo thành rào chắn giúp cho các loại thực phẩm lỏng ổn định, không bị xâm hại bới các tác nhân (vi sinh)có thể xuất hiện bởi ánh sáng và không khí. . Không cần dùng đến hệ thống trữ lạnh và xe đông lạnh trong quá trình phân phối sản phẩm. . Các hệ thống chế biến và đóng gói tetrapak vận hành đơn giản, tiết kiệm chi phí thiết bị, kinh tế trong việc phân phối. . Có thể tái chế . Có khả năng chống thấm mùi, khí, dầu mỡ và sự xâm nhập của vi sinh vật. 5.2. Nhược điểm . Không chịu được nhiệt độ cao . Khả năng chịu lực không cao . Không chịu được va chạm mạnh, biến dạng trong khi vận chuyển và t ưng bày. . Dễ thấm nước làm cho bao bì bị rách. . Không thể nhìn thấy sản phẩm bên trong. 6. Ứng dụng của bao bì tetrapak Áp dụng cho những dạng thức uống dạng lỏng, đồng nhất hoặc huyền phù, nhũ tương với kích thước rất nhỏ, độ nhớt không quá cao như nước ép rau quả. 26
28. Công Nghệ Bao Bì Tìm hiểu bao bì ghép nhiều lớp Hiện nay, rất nhiều loại thực phẩm lỏng như sữa, nước ép trái cây và thức uống, ượu, nước, sản phẩm từ cà chua, súp, món tráng miệng, đậu nành và các sản phẩm dinh dưỡng khác đang dựng trong hộp giấy. 27
29. Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.Hồ Chí Minh Khoa Công Nghệ Thực Phẩm KẾT LUẬN 28
30. Công Nghệ Bao Bì Tìm hiểu bao bì ghép nhiều lớp TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Giáo trình Công Nghệ Bao Bì & Đóng Gói Thực Phẩm – Đỗ Vĩnh Long – T ường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM. 2. Tiểu luận Giới thiệu bao bì Tetrapak – Lớp D09-TP01 - T ường Đại Học Công Nghệ Sài Gòn. 3. Thế Giới Máy Đóng Gói: ghep-nhieu-lop.html 29
31. Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.Hồ Chí Minh Khoa Công Nghệ Thực Phẩm Biên bản đánh giá mức độ tham gia từng thành viên STT Họ - Tên Mức độ Ký tên 1 Triệu Thị Hiệu Tích cực 2 Nguyễn Thị Kiển Tích cực 3 Vũ Thị Bảo Trân Tích cực 4 Trần Ngô Tuấn Vũ Tích cực 30