Đề tài Bao bì kẹo

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC BỘ MƠN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM Báo cáo Kỹ thuật bao bì thực phẩm BAO BÌ KẸO GVHD: TS. Đống Thị Anh Đào SV thực hiện : HC07TP MỤC LỤC Mục lục Phần 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KẸO I. PHÂN LOẠI KẸO : Kẹo là loại thực phẩm được sản xuất chủ yếu từ đường và các chế phẩm của đường. Kẹo gồm nhiều loại. 1. Phân loại theo hàm lượng nước Loại kẹo Hàm lượng nước, % Kẹo cứng <= 3 Kẹo dẻo 4 – 5 Kẹo mềm 5 – 20 Trong thực tế, người ta thường dựa vào các đặc điểm của kẹo như hình dáng bên ngoài, thành phần chủ yếu, phương thức thao tác sản xuất và tính chất vật lý để đặt tên cho từng loại kẹo. 2. Phân loại theo đặc trưng của thành phần kẹo Theo khóa phân loại này thì các loại kẹo đa dạng hơn và người ta thường phân loại theo đặc điểm. II. GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG CỦA KẸO: Kẹo có chất lượng dinh dưỡng cao, cơ thể người hấp thu dễ dàng. Kẹo chứa nhiều chất cần thiết nhất cho cơ thể như carbon hydrat, chất béo, albumin, chất khoáng, sinh tố,… Chất dinh dưỡng và lượng chất dinh dưỡng trong các loại kẹo có khác nhau. 1.Carbon hydrat: Các disaccharide là loại chất ngọt cơ bản có khá nhiều trong các loại kẹo. Trong kẹo cứng, hàm lượng saccharose có thể đạt 75 – 80%. Một số loại khác chế biến từ nha có chứa nhiều maltose. Dạ dày hấp thu loại đường này khá dễ dàng, đặc biệt là trẻ em sử dụng rất thích hợp. Monosaccharide cũng tồn tại phổ biến trong các loại kẹo. Các loại kẹo thường được chế biến từ nguyên liệu chủ yếu là mật tinh bột hoặc đường chuyển hóa, nên chứa nhiều glucose và fructose. Trong một số loại kẹo mềm hoa quả, hàm lượng monosaccharide rất cao thậm chí đến trên 35%. Kẹo sữa, kẹo bơ chứa nhiều lactose. Như vậy, đường chiếm vai trò và vị trí quan trọng trong kẹo. Đường là một trong những nguồn chủ yếu cung cấp năng lượng cho cơ thể con người. 2. Chất béo: Chất béo cũng có tương đối nhiều trong các loại kẹo. Lượng bơ trong chocolate có thể đạt 40% trở lên. Lượng nhiệt sinh ra của một đơn vị chất béo gấp hai lần so với đường. Do đó, ăn kẹo chứa nhiều chất béo sẽ bù đắp được khá nhiều năng lượng tiêu hao của cơ thể. Chất béo trong kẹo đã được nhũ hóa giúp cơ thể hấp thu dễ dàng. 3. Albumin: Albumin là chất dinh dưỡng quan trọng nhưng thường bị thiếu hụt trong cơ thể. Hàm lượng albumin trong các loại kẹo tương đối cao, có thể bù đắp sự thiếu hụt của cơ thể người cả về số lượng lẫn chất lượng. Nguồn albumin trong kẹo gồm có albumin động vật như sữa, trứng; albumin thực vật như lạc, vừng… Các nguồn này thường đồng thời tồn tại. Trẻ em, phụ nữ có thai, người ốm có thể dùng nhiều kẹo chứa albumin để điều tiết dinh dưỡng. Những năm gần đây, phần lớn các nhà máy kẹo đã sản xuất nhiều loại kẹo dinh dưỡng. Đặc điểm của các loại kẹo này là có thêm một lượng nhất định các sinh tố và khoáng cần thiết cho cơ thể. Ví dụ: cho vitamin C vào kẹo cứng hoa quả, vitamin A, B, D vào kẹo bơ, kẹo sữa, các chất khoáng như canxi, photpho, sắt… vào kẹo mềm. Kẹo dinh dưỡng là nguồn bổ sung quan trọng các chất vi lượng rất cần thiết cho cơ thể mà các bữa ăn chính không cung cấp đầy đủ. Chính vì vậy mà các loại kẹo này không những là thực phẩm thông thường mà còn là thuốc điều trị một số bệnh suy dinh dưỡng. Phần 2 BAO BÌ KẸO I. CHỨC NĂNG BAO BÌ 1. Đảm bảo số lượng và chất lượng thực phẩm 1.1 Bao bì đảm bảo không thay đổi về khối lượng Người ta dùng 2 hệ thống cân, đong để đảm bảo sản phẩm được bao gói đúng khối lượng. Hệ thống này dựa trên khối lượng tối thiểu bình quân và đã trở thành tiêu chuẩn trong tất cả các quốc gia trong khối cộng đồng kinh tế Châu Âu và nhiều nơi khác trên thế giới (bởi vì nếu bao bì thiếu khối lượng thì không vừa lòng khách hàng còn nếu thừa khối lượng thì không có lợi cho nhà sản xuất). Hệ thống này đem lại lợi ích cho nhà sản xuất bởi vì nó dễ dàng nhận ra sự thay đổi nhỏ diễn ra trong suốt quá trình quản lý sản xuất và do đó, phế phẩm trong sản xuất được giảm xuống đồng thời khắc phục tình trạng bao bì thiếu khối lượng. Hệ thống khối lượng tối thiểu đảm bảo rằng không có gói nào được đưa ra bán mà lại dưới khối lượng tịnh đã được ghi trên bao bì. Trừ một số trường hợp là khối lượng vượt trội và nếu cao thì đó là lợi thế của khách hàng. Nhà sản xuất có thể tự bảo vệ mình bằng cách kiểm tra mỗi gói và loại bỏ những gói thiếu khối lượng. Khách hàng và thanh tra viên từ chính phủ cũng có thể kiểm tra hoặc phàn nàn hoặc truy tố nếu cần thiết. Các gói thiếu khối lượng phải được mở ra và sản phẩm bên trong phải được nạp trở lại để sản xuất sản phẩm hạng 2, 3...theo tiêu chuẩn phụ hoặc chúng có thể được đưa ra để bán cho cá nhân ví dụ như nhân viên sản xuất chẳng hạn, miễn là phải nói các bao bì đó là không đủ chuẩn. Cần điều chỉnh các thông số của hệ thống sao cho sai số khối lượng của bao bì so với khối lượng tối thiểu càng thấp càng tốt và không vượt quá 5%. Sai số nói trên được xem như khối lượng thừa hay còn gọi khối lượng vượt trội hoặc khối lượng thặng dư. Máy cân kiểm tra mỗi gói tự động có thể dùng để loại trừ những gói thiếu cân và tính toán khối lượng bình quân của tất cả các gói không bị loại. Hệ thống tính khối lượng bình quân xác định rằng trong một thời gian cố định thì khối lượng tịnh của mỗi gói là khối lượng được ghi trên bao bì. 1.2. Bao bì đảm bảo về mặt chất lượng. Chất lượng của kẹo, gồm cả về mặt dinh dưỡng, an toàn vệ sinh, cảm quan, phải luôn được đảm bảo trong suốt quá trình bảo quản. Kẹo sau khi được chế biến phải được đóng bao bì kín nhằm tránh hay ngăn cản hoàn toàn tác động của môi trường bên ngoài trong suốt quá trình bảo quản. Các tác nhân gây hư hỏng kẹo: Công đoạn Yếu tố hoá học Yếu tố vi sinh vật Yếu tố vật lý Nguyên liệu, phụ gia - Biến đổi tính chất cơ bản của sản phẩm do môi trường. - Chất bảo quản, phẩm màu, phụ gia. - Kim loại nặng có trong phụ gia. - Vi khuẩn gây bệnh ( Salmonella, E.Coli, Coliforms, Clostridium ) do chất lượng nguyên liệu ban đầu. - Ẩm mốc do điều kiện bảo quản. - Mảnh vụn của dụng cụ bị gì sét, bị vỡ có trong quá trình chế biến. - Tạp chất ( trấu, sạn ) Cán, quật Nhiệt độ, phụ gia, kỹ thuật chưa phù hợp làm thay đổi tính chất. Tiếp tục ô nhiễm do môi trường sơ chế chưa vệ sinh. - Thay đổi cậu trúc do kỹ thuật. - Vật lạ do thiết bị bào mòn. Bao gói Tác động của dụng cụ, vật liệu gói. Vi khuẩn tái nhiễm do môi trường, do sản xuất thủ công. Bảo quản và vận chuyển Biến đổi tính chất do bảo quản ở độ ẩm cao, quá thời hạn sử dụng. Vi khuẩn phát triển khi gặp môi trường và điều kiện thích hợp. Các tác động cơ lý của việc sắp xếp kho như: làm méo, bẹp sản phẩm, rách, hở bao. Các dạng hư hỏng cơ học như: sự rung lắc, cọ xát trong suốt quá trình vận chuyển; rơi rớt; gãy đổ; áp lực do chất chồng đối với những thùng bên dưới; va chạm... Thông thường kẹo thường được bao gói trong nhiều lớp bao bì thì chỉ có lớp trong cùng kín, lớp ngoài làm nhiệm vụ chống tác động va chạm gây trầy sước mặt ngoài của lớp bao bì kín. 2. Thông tin, giới thiệu sản phẩm, thu hút người tiêu dùng Trình bày các thông tin về đặc tính của sản phẩm như: giá trị dinh dưỡng, trạng thái, cấu trúc, mùi vị, nguồn nguyên liệu, nhà sản xuất, địa chỉ và quốc gia sản xuất. Những thông tin này phải tuân theo những quy định chặt chẽ của nhà nước. Ngày nay, những quy định này ngày càng trở nên khắt khe hơn và sẽ có một lượng đáng kể thông tin cần phải được thể hiện, từ đó có thể sẽ làm giảm đi lượng thông tin mà nhà sản xuất cho rằng có mục đích thu hút khách hàng. Tuy nhiên, đôi khi không phải giá trị dinh dưỡng của sản phẩm là nhân tố thu hút chính đối với khách hàng mà cách trình bày hình ảnh, màu sắc, thương hiệu, tên sản phẩm mới chính là yếu tố thu hút của sản phẩm đối với người tiêu dùng. Sản phẩm trình bày đẹp, bắt mắt sẽ dễ thu hút người tiêu dùng hơn những sản phẩm không được trang trí hài hoà, thích hợp thị hiếu người tiêu dùng. Bao bì phải phù hợp với văn hoá của từng quốc gia, dân tộc. Màu sắc: thu hút được khách hàng. Người ta không dùng màu sắc mang tính ảm đảm, buồn bã để trang trí bao bì. Việc lựa chọn màu sắc còn tuỳ thuộc vào địa phương mà sản phẩm được tiêu dùng. Kết cấu của bao bì cho biết trạng thái, cấu trúc, màu sắc của sản phẩm để đáp ứng yêu cầu được lựa chọn của khách hàng. Bao bì có một phần trong suốt Trong suốt hoàn toàn Che phủ hoàn toàn: 3. Thuận tiện trong phân phối, lưu kho, quản lý và tiêu dùng Bao bì phải được thiết kế sao cho thuận tiện, tiết kiệm cho sự bảo quản sản phẩm, phân phối, lưu kho, quản lý, tiêu dùng. Bao bì ngoài: Bền vững, chắc chắn Dạng khối chữ nhật, chứa một số lượng lớn và nhất định đối với một hoặc nhiều chủng loại thực phẩm. Chứa đựng nhiều chủng loại thực phẩm Để dễ dàng phân phối vận chuyển thì bao bì được cấu trúc dạng khối chữ nhật để dễ dàng xếp kho, chất chồng lên cao, tránh được sự tốn mặt bằng kho, và cũng tạo sự dễ dàng nhanh chóng trong khi bốc dỡ, vận chuyển bằng băng tải, bằng xe và kiểm soát số lượng. Do đó, những bao bì trực tiếp bao bọc thực phẩm, có dạng hình trụ đáy tròn hoặc đáy tam giác, có dạng túi hay một dạng bất kỳ luôn luôn cần có lớp bao bì phụ, dạng bao bì hở hoặc kín bao bọc bên ngoài để bảo vệ cho lớp bao bì này. Từ những khối chữ nhật nhỏ, xếp vào một bao bì dạng khối chữ nhật lớn hơn. Sự tạo thành khối, thành kiện chứa đựng một số lượng sản phẩm nhất định cũng tạo điều kiện quản lý hàng hoá một cách dễ dàng, hiệu quả cao. Các loại bao bì khối chữ nhật chứa đựng một số lượng nhất định thường được cấu tạo bằng giấy bìa cứng có tráng phủ lớp plastic để chống thấm nước, tránh gây hư hỏng bao bì giấy, đồng thời lớp plastic phủ còn tạo độ trượt tương đối cho các thùng để có thể tháo rời chúng một cách dễ dàng từ khồi hàng hoá đang chồng chất. Thuận tiện trong sử dụng: Bao bì có thể được xé nhanh một cách dễ dàng nhờ làm bằng vật liệu OPP và có một vết cắt nhỏ ở bìa bao bì hay vết răng cưa ở đầu hàn dán mí bao bì, không cần dụng cụ cắt như dao kéo. II. VẬT LIỆU BAO BÌ KẸO Phân loại dựa theo vật liệu bao bì 1. Giấy và giấy bìa 1.1 Định nghĩa: Giấy và giấy bìa được định nghĩa là vật liệu dạng tấm cấu tạo từ một mạng lưới các sợi cellulose từ thực vật. Chúng có thể in được và có những tính chất vật lý đặc trưng do đó được sử dụng rộng rãi trong bao gói. Có nhiều loại giấy và giấy bìa, khác nhau về bề mặt, độ chắc và nhiều tính chất khác tuỳ thuộc vào loại sợi, lượng sợi sử dụng cũng như phương pháp xử lý sợi trong quá trình làm giấy. Giấy và giấy bìa (paper and paperboard) có thể được phân loại dựa trên độ dày, màu sắc, hay khối lượng vật liệu ( thể hiện qua khối lượng trên một đơn vị diện tích ). Theo ISO (International Standard Organisation), những vật liệu có khối lượng >250g/m2 (hay 51 lbs/1000ft2) được gọi là giấy bìa. Bao bì giấy được sử dụng rộng rãi, từ giấy lụa (tissue) đến giấy bìa dày. Một vài loại giấy và giấy bìa sử dung trong bao gói như: Hộp giấy nhiều lớp. Hộp giấy cứng, thùng carton. Giấy dợn sóng. Hộp giấy hình trụ. 1.2 Ưu, nhược điểm của bao bì giấy Ưu điểm: Giá thành thấp. Có thể kết hợp với nhiều loại vật liệu khác ví dụ như giấy laminate. Nhẹ. Có nhiều chủng loại đáp ứng các yêu cầu chất lượng khác nhau. Trung tính với thực phẩm. Có khả năng tái sử dụng cao. Không gây độc hại với môi trường Nhược điểm: Không bền với tác động cơ học. Khả năng chống ẩm không cao. Dễ thấm nước Khó làm kín. Có thể bị tấn công bởi côn trùng và vi sinh vật. 1.3 Tính chất bao bì giấy Các đặc điểm của giấy và giấy bản để có thể bao gói bao gồm các đặc điểm bên ngoài và các tính chất thể hiện. Những đặc điểm này tuỳ từng loại giấy, phụ thuộc từ nguyên liệu thô làm giấy cho đến công nghệ sản xuất giấy, những phương pháp xử lý được áp dụng trên giấy thành phẩm, qua đó thể hiện các tính chất của giấy. Đặc điểm bên ngoài: bao gồm màu sắc, độ mịn và độ bóng bề mặt. Màu sắc của giấy tuỳ thuộc vào loại bột giấy sử dụng. Bột cellulose nguyên chất có màu trắng mờ. Bột giấy tái sử dụng, chưa tẩy trắng và loại bỏ mực in, có màu xám hoặc nâu. Hỗn hợp bột giấy thu nhận từ giấy in và giấy bìa có màu xám. Bột giấy có thể được tẩy trắng hoặc nhuộm màu tuỳ mục đích sử dụng. Ngoài ra, người ta có thể phủ một lớp màu trên mặt giấy nhằm đạt được màu giấy mong muốn. Đối với loại giấy đòi hỏi khả năng in tốt, mặt in thường có màu trắng, được phủ sứ hoặc CaCO3 ở mặt in trong quá trình sản xuất. Tính chất thể hiện: Tính chất vật lý: bao gồm độ cứng, khả năng chịu lực, độ dai, khả năng kéo giãn, độ nhẵn, … Tính chất hoá học: bao gồm pH, lượng cloride và sulphate dư. Một số tính chất khác: độ ẩm, tính thấm không khí, tính hút nước, ma sát bề mặt, áp lực bề mặt, tính thấm mực, … Yêu cầu đối với giấy sử dụng trong bao gói thực phẩm: không làm thay đổi mùi của thực phẩm và không gây mùi lạ, đảm bảo an toàn thực phẩm. Hiện nay ngành công nghiệp sản xuất giấy hiện đại chỉ sản xuất chủ yếu từ sợi cellulose thu được từ gỗ. 1.4 Phân loại giấy GIẤY CÓ ĐỘ BỀN ƯỚT (Wet Strength Paper) Những bao tải giấy được sử dụng trong điều kiện ẩm ướt cần duy trì ít nhất 30% độ bền khi khô của chúng. Để đạt được độ bền ướt cần thêm vào bột giấy các chất urea formaldehyde và melamine formaldehyde. Những hợp chất hóa học này sẽ tạo thành những liên kết chéo đặt lên bề mặt sợi cellulose trong suốt quá trình sấy làm cho chúng có khả năng chống thấm nước. GIẤY KHÔNG THẤM DẦU (Greaseproof Paper) Giấy không thấm dầu được làm từ bột giấy xử lý bằng phương pháp hóa học (chemical pulp), sau đó được lọc nhẹ để phá vỡ kết cấu bó sợi. Những sợi nhỏ xếp chặt lại với nhau, tạo thành một cấu trúc ít hấp thu chất lỏng. Giấy không thấm dầu dùng cho bánh snack, cookies, bơ, kẹo có hàm lượng béo cao ( kẹo dừa, kẹo lạc)… Khi được xử lý thêm với polyethylene đậm đặc sẽ làm tăng khả năng không thấm dầu và nước. GLASSINE Đây là loại giấy không thấm dầu siêu mỏng. Quá trình cán mỏng tạo nên một tấm rất chắc với độ dày và độ bóng cao. Nó không xốp, không thấm dầu, có thể được cán mỏng lên giấy bìa và có thể được phủ silicone để tháo sản phẩm dễ dàng hơn. Glassine có nhiều màu sắc khác nhau. GIẤY NHIỀU LỚP (Laminating Paper): Loại giấy này có thể được phủ hay không phủ ngoài bề mặt (có khối lượng 40 – 80 g/m2) được làm từ bột kraft hay bột sulphite. Chúng có thể được cán mỏng lên lá nhôm và được phủ PE. HỘP CARTON GẤP (Folding Carton) Được sử dụng phổ biến trong việc đóng gói những sản phẩm bán lẻ. Loại giấy được sử dụng để làm loại hộp này được chọn tùy thuộc vào yêu cầu của sản phẩm trong quá trình đóng gói, phân phối, bảo quản, sử dụng, và còn phụ thuộc vào bề mặt và cấu trúc của hộp. Những loại giấy thường được sử dụng là: giấy tẩy trắng SBB (solid bleached board), giấy không tẩy SUB (Solid Unbleached Board), giấy boxboard gấp (Folding Boxboard) hay White Lined Chipboard (WLC). Ngoài ra để tăng khả năng bảo vệ cho giấy người ta có thể tráng mỏng, phủ giấy hay nhựa, hay sử dụng những phương pháp xử lý khác để đáp ứng những yêu cầu cụ thể của sản phẩm. Hộp carton đáp ứng đuợc nhiều yêu cầu của quá trình bao gói và có thể có nhiều hình dạng. Phần lớn các hộp có tiết diện hình vuông hay chữ nhật. Kích thước và cấu trúc của hộp phụ thuộc vào : Loại sản phẩm Phương pháp nhập liệu Cách phân phối, sử dụng hộp. Các hộp có hình chữ nhật thường dễ vận chuyển, đặc biệt khi đóng gói với thể tích lớn và vận tốc cao. Người ta có thể đưa thêm vào bên trong hộp một túi lót làm từ những vật liệu có khả năng bảo vệ tốt, có thể ghép mí bằng nhiệt như giấy/lá nhôm/PE hay nhiều lớp phim nhựa được tráng mỏng. Loại hộp này thường được sử dụng cho café xay, thực phẩm khô, trà, chất lỏng. Các cách gấp hộp: BAO BÌ BẰNG GIẤY DỢN SÓNG (Corrugated Fibreboard) Cho đến nay đây là lĩnh vực sử dụng giấy và giấy bìa nhiều nhất. Mục đích của quá trình bao gói này là để vận chuyển và bảo quản. Ưùng dụng : làm hộp hay khay giấy, bao gói những đơn vị sản phẩm nhỏ hơn. Cấu tạo : Loại thành đơn (single wall): gồm 3 lớp, lớp dợn sóng nằm ở giữa, được kẹp giữa hai lớp ngoài. Các lớp ngoài được dán dính vào gờ của gợn sóng. Đặc điểm : có độ dai cao khi uốn, có độ bền nén cao khi được làm thành dạng hộp có các đường biên dán keo hay dán băng dính (thùng dợn sóng có đường nối biên hay nắp bấm kim thường không cho phép sử dụng cho đóng gói thực phẩm). Loại thành đôi (double wall): gồm 3 lớp bọc và 2 lớp dợn sóng. Tuy nhiên để đóng gói dạng những đơn vị nhỏ thì không cần đến loại bền như vậy. Loại tripple wall: rất dày và bền, được sử dụng với túi đệm bảo vệ bên trong, làm bằng PE.  SINGLE FACE  SINGLE WALL  DOUBLE WALL  TRIPLE WALL Vật liệu giấy dợn sóng : Lớp bọc ngoài lớp dợn sóng: phổ biến nhất là loại giấy kraft màu nâu. Giấy kraft có thể thuộc loại sợi mới chưa được tẩy, loại 100% tái chế, hay hỗn hợp của cả hai loại này. Khi sử dụng giấy là hỗn hợp của sợi đã được tẩy và sợi chưa được tẩy, giấy sẽ có màu lốm đốm trắng/nâu. Khối lượng giấy trên một đơn vị diện tích khoảng 115 – 400 g/m2. Giá trị thường được sử dụng để đóng gói thực phẩm là 125, 150, 175 g/m2. Lớp dợn sóng: một số loại sợi như sợi xử lý cơ học, hóa học hay tái chế. Khối lượng giấy trên một đơn vị diện tích khoảng 100 – 220 g/m2. Nếu dùng sợi xử lý cơ học nó cũng phải được xử lý hóa học một phần để làm tăng độ bền, khả năng chịu lực. Phân loại giấy dợn sóng Theo độ cao của dợn sóng và số luợng dợn sóng trên một đơn vị chiều dài giấy dợn song được chia làm các loại: loại A : thô. loại B : mịn. loại C : trung bình. loại E : mịn hơn loại B. Trong đó, loại B có khả năng chống chà xát lớn nhất, được sử dụng trong đóng gói lon, chai khi chính khối lượng bên trong cũng đóng góp vào độ bền của thùng; loại C được sử dụng khi khối lượng bên trong không giúp làm tăng độ bền của thùng vì loại nàycó độ bền cao hơn khi chịu cùng một khối lượng. Loại C còn được sử dụng cho chai thủy tinh vì có dợn sóng cao hơn, tạo lớp đệm tốt hơn. Ngoài các tính chất như độ bền nén, tính đệm, khả năng chống chà xát, chống thủng, người ta còn quan tâm đến những chi tiết khác như chất lượng in, hiệu quả của quá trình cắt. Quá trình in đuợc tiến hành sau hoặc trước khi gắn lớp dợn sóng, tuy nhiên nếu in trước thì sẽ thu được chất lượng in cao hơn. Độ bền nén của hộp có thể được tính toán dựa theo khối lượng bên trong và điều kiện không khí của quá trình bảo quản. Các nhà sản xuất giấy gợn sóng có những công thức tính toán độ bền nén dựa trên từng loại vật liệu, loại dợn sóng, kích thước hộp, khối lượng bên trong. Từ đó, dựa vào độ bền của một loại thùng cho trước chúng ta sẽ tính được khối lượng vật liệu tối đa hay loại dợn sóng. Loại thùng dợn sóng được sử dụng phổ biến nhất trong ngành công nghệ thực phẩm là RSC (regular slotted container). 2. PLASTIC: 2.1 Định nghĩa: “Plastics” là thuật ngữ thường dùng để chỉ hai loại polymer là nhựa nhiệt rắn (thermosetting polymers) và nhựa nhiệt dẻo (thermoplastic polymers). Các polymers này gồm nhiều đơn phân tử (monomer) hữu cơ liên kết với nhau tạo thành một chuỗi có khối lượng phân tử lớn, dao động trong khoảng 5000 đến 100000. Các đơn phân tử cấu tạo nên chuỗi có thể là mạch thẳng hoặc mạch vòng. Polymers được tạo thành từ các monomer cùng loại hoặc khác loại và thường có những nhánh ngắn. Một số mạch nhánh có tác dụng làm cho polymers bền với các tác nhân hóa học. Nhiều loại polymers là thành phần chính tạo nên một số loại bao bì dùng để bao gói thực phẩm và được biết đến như là nhóm bao bì “plastics”. Các loại polymers khác nhau sẽ được đề cập ở những phần tiếp theo trong bài và những ứng dụng của chúng trong sản xuất bao bì thực phẩm. 2.2 Ưu điểm của bao bì plastic Trong suốt, có thể nhìn thấy được. Tỷ trọng thấp Nhẹ, vận chuyển dễ dàng. Bao bì plastic có thể chịu áp lực, va chạm cơ học, chịu áp lực chân không tốt tùy theo loại plastic. Khả năng in ấn tốt nên việc ghi nhãn hiệu và trang trí dễ dàng, che ánh sáng. Ghép mí dễ dàng. Có khả năng tái sinh. 2.3 Các loại plastic dùng làm bao bì. POLYETHYLENE Polyethylene và các hợp chất đồng trùng hợp của ethylene là loại plastic được sử dụng làm bao bì phổ biến nhất hiện nay. Nhóm các chất này được chia làm 4 loại: Low Density Polyethylene (LDPE). Ethylene Copolymer. High Density Polyethylene (HDPE). Linear Low Density Polyethylene (LLDPE). è Low Density Polyethylene: LDPE là loại plastic đầu tiên trong nhóm Polyethylene được ứng dụng làm bao bì và nó bắt đầu được bán ra thị trường sau thế chiến thứ 2. LDPE có cấu trúc đơn giản nhất trong các loại polymer, chỉ là một chuỗi dài phân nhánh bao gồm các đơn vị ethylene. LDPE được tạo ra từ phản ứng trùng hợp ethylene dưới điều kiện nhiệt độ cao (100-350oC) và áp suất cao (1000-3000atm). Nếu nhiệt độ cao hơn sẽ xảy ra sự thoái hóa cấu trúc của polyethylene. Ở điều kiện đó, khả năng kết tinh của LDPE chỉ có 60-70%. Tính chất của LDPE: LDPE dai, dễ bị kéo giãn, bền nén và vẫn giữ được tính chất đó ở nhiệt độ -50oC. Khối lượng riêng: 915 – 939Kg/m3. Lớp film mỏng LDPE có màu trắng và trong suốt. Tính chịu nhiệt: Tmax: 82 – 93oC. Tmin: -57oC. Thàn: 100-110oC. Khả năng chống lại các tác nhân: Chống thấm nước tốt. Chống thấm các khí O2, CO2, N2 kém. Chống thấm dầu mỡ kém. Bền đối với acid, kiềm, muối vô cơ. Dễ bị hư hỏng trong các dung môi hữu cơ. Khả năng in ấn trên bao bì LDPE kém. Khi bị chiếu xạ thì LDPE trở nên vàng, trong suốt, cứng giòn hơn. Ưùng dụng Bao bì ghép nhiều lớp cùng với các loại plastic khác. Thường dùng làm lớp trong cùng của bao bì nhiều lớp để dễ dàng hàn dán nhiệt. Được dùng làm các túi xách đựng thực phẩm. è High Density Polyethylene: Cấu tạo của HDPE: Tính chất của HDPE: HDPE có cấu trúc mạch thẳng nhiều hơn LDPE và 90% cấu trúc HDPE tồn tại ở dạng tinh thể. Khối lượng riêng: 941 – 965 Kg/m3. Có tính chất cơ lý cao nhất so với LDPE và LLDPE. Tính chịu nhiệt: Tmax: 121oC. Tmin: -46oC. Thàn: 140-180oC. Khả năng chống lại các tác nhân: Chống thấm nước. Khả năng chống thấm khí và hơi nước cao hơn hẳn LDPE và LLDPE. Khả năng chống dầu mỡ được cải thiện nhiều so với LDPE và LLDPE. Bền với acid, kiềm, muối vô cơ. Dễ bị hư hỏng trong dung môi hữu cơ. Khả năng in ấn trên HDPE tốt hơn trên LDPE. Ứng dụng: Tạo hình dạng dùng làm các khay, hộp. Làm lớp ngoài của bao bì dạng túi ghép nhiều loại vật liệu. è Linear Low Density Polyethylene: Nếu các hợp chất đồng đẳng của ethylene như butane, hexene hoặc octane được cho vào cùng với ethylene trong quá trình tạo ra HDPE với cùng điều kiện áp suất nhưng thay đổi điều kiện nhiệt độ và xúc tác thì dạng thứ 3 của polyethylene được hình thành. Tỉ trọng của chất này xấp xỉ LDPE nhưng mức độ phân nhánh của mạch polymer rất thấp. Kết quả là loại polymer này có cả tính chất của LDPE lẫn HDPE. Việc sản xuất linear LDPE (LLDPE) được bắt đầu từ những năm 1960. Tính chất của LLDPE: Ít bị giãn, khó đứt. Tính chịu nhiệt: Tmax: 95 – 180oC. Tmin: -57oC. Thàn: 120-200oC. Khả năng chống lại các tác nhân: Chống thấm nước. Khả năng chống thấm khí và hơi nước cao hơn hẳn LDPE. Khả năng chống dầu mỡ được cải thiện nhiều so với LDPE. Bền với acid, kiềm, muối vô cơ. Dễ bị hư hỏng trong dung môi hữu cơ. Khả năng in ấn trên bao bì LLDPE cao hơn LDPE. Ứng dụng: Làm lớp ngoài cùng cho lớp bao bì giấy để chống thấm nước. Cùng với một số polymer khác tạo thành multi-layer film, thường là lớp trong cùng. POLYPROPYLENE. è Polypropylene (PP). Polypropylene được tạo thành do phản ứng trùng hợp các monomer là các tiểu đơn vị propylene. Khi các phân tử propylene kết hợp với nhau để tạo thành mạch dài ở áp suất khoảng 200 psi có mặt các chất xúc tác, các nhóm -CH3 thường theo mẫu đều, trật tự, trong đó các phân tử polymer xếp thẳng hàng từ đầu đến cuối đuôi, gần như song song và cùng tập hợp lại trong cấu trúc tinh thể với mức độ trật tự cao. Nếu một lượng lớn các phân tử không theo trật tự sắp xếp này, polymer sẽ mềm dẻo và có tính dính, nên chỉ dùng để làm chất kết dính. PP dùng trong bao bì được định hướng theo một chiều dọc trong quá trình chế tạo màng. Tính chất: Tỉ trọng: 0.885 ÷ 0.905 g/cm3. Tính chịu nhiệt: Tmax = 132 ÷1490C. Tmin = -180C. Thàn = 1400C. Màng có thể giãn dài khi chịu lực kéo, nhưng không đáng kể. Khó bị rách, bền với tác động của lực cơ học (cao hơn PE). Trong hơn LDPE hay HDPE, cứng và dai hơn LDPE. Độ bóng bề mặt cao. Khả năng chống lại các tác nhân: Chống thấm khí và ẩm tốt hơn PE. Chống thấm dầu mỡ rất tốt. Bền hoá học với muối, axit và kiềm. Bị hư hỏng trong dung môi hữu cơ. Khả năng in ấn cao (đẹp, rõ nét). è Oriented Polypropylene (OPP). OPP cũng được tạo thành do phản ứng trùng hợp các monomer là các tiểu đơn vị propylene. OPP chính là sản phẩm của quá trình định hướng lại PP bằng cách kéo giãn theo phương ngang (vuông góc với chiều dọc). Tính chất: Tỉ trọng: 0.902 ÷0.907 g/cm3. Tính chịu nhiệt: Tmax = 140÷1460C. Tmin = -500C. Thàn = 1500C. Màng không bị giãn dài khi chịu lực kéo, OPP luôn được chế tạo dạng màng. Rất bền cơ nhưng dễ bị xé rách khi đã có một vết đứt nhỏ và đường xé rất thẳng Trong suốt. Độ bóng bề mặt cao hơn PP. Khả năng chống lại các tác nhân: Chống thấm khí và ẩm tốt hơn PP. Chống thấm dầu mỡ rất tốt. Bền hoá học với muối, axit và kiềm. Bị hư hỏng trong dung môi hữu cơ. Khả năng in ấn tốt. Tính bền cơ của OPP cao hơn PP. Ứng dụng: OPP được dùng làm lớp màng ngoài cùng của bao bì ghép vì nó có tính chịu nhiệt, bền cơ học, chống thấm khí, hơi nước tốt và dễ bị xé rách. POLYETHYLENE TEREPHTHALATE (PET) Cấu tạo. Polyester quan trọng nhất được sử dụng trong thực phẩm là polyethylen terephthalate (PET). PET được tạo thành do phản ứng trùng ngưng ở áp suất thấp giữa giữa ethylen glycol và hoặc là dimethyl terephthalate (DMT) hoặc acid terephthalic (TPA). Các phản ứng trùng ngưng: Tính chất. Tỷ trọng 1.38-1.41 Tmax = 225o C, Tg = 67-80o C, Tmin = - 60oC Trong suốt. Dạng màng có tính mềm dẻo. Với độ dày cao để làm chai lọ chứa đựng thì có độ cứng vững cao. Bền cơ học cao, không bị giãn dưới lực kéo (vì trong quá trình chế tạo đã được định hướng hai chiều). Khả năng in ấn cao, đẹp, rõ nét. Tính chống thấm khí và nước cao nhất trong các loại plastic. Tính chống thấm dầu mỡ rất tốt. Bền hóa học với muối, acid, kiềm, muối vô cơ. Bị hư hỏng trong dung môi hữu cơ. Chịu được vi sóng. Ứng dụng. Làm bao bì chịu đựng áp lực, chống thoát hương. Một số loại PET được cải tiến. - PETG: Là loại PET mà trong khi chế tạo cho thêm 6% cyclohexan dimethanol được định hướng sẽ chịu nhiệt cao (115-121oC). Bao bì loại này được ứng dụng trong thực phẩm ăn liền mà việc gia nhiệt được thực hiện trong bao bì. - CPET (PET kết tinh): chịu được nhiệt độ cao. PETG được sử dụng để làm các loại chai mà sử dụng để tiệt trùng thay thế cho chai thủy tinh. - APET (PET vô định hình): được sử dụng để làm tấm (sheet) cứng trong suốt. APET vẫn giữ được khả năng chống thấm của PET. Ngoài ra, nếu thay ethylen glycol bằng buthylen thì ta sẽ được buthylen terephthalate (PBT) cũng có tính chống thấm khí tốt và bền khi kéo căng. PBT vẫn giữõ được những tính chất này khi ở nhiệt độ cao nên nó được ứng dụng trong tiệt trùng trong bao bì. Mặc dù nhiệt độ hàn dính cao nhưng người ta có thể kết hợp (coextruded) với EVA để tăng khả năng hàn dính. Cả màng film đúc và phim thổi đều được sản xuất, nó có thể được sử dụng ở trạng thái không định hướng do ở trạng thái không định hướng của PBT chịu bền kéo căng hơn là PET không định hướng. POLYSTYRENE (PS). Được tạo thành do phản ứng trùng hợp các monomer là các tiểu đơn vị styrene. Thường ở dạng isotactic. Điều kiện polymer hoá: aÙp suất thấp, nhiệt độ khoảng 250-400OF Tính chất: Tỉ trọng: 1,05 ÷1,06 Tmax =79 ÷ 96OC Tmin = 57÷70O C Tchảy = 190 OF Trong suốt. Dạng màng có tính cứng. Với độ dày cao để làm chai lọ chứa đựng thì có độ cứng vững cao hơn PET. Dạng không định hướng chịu lực cơ thấp, dạng định hướng bền cơ học, không giãn dưới lực kéo. Khả năng chống lại các tác nhân: Màng ngăn khí và ẩm kém rất kém, chống thẩm thấu dầu mỡ kém. Bền với axit thực phẩm, kiềm, muối; bị phân huỷ trong dung môi hữu cơ. In ấn rõ nét, đẹp. Ứng dụng: Dùng trong cấu trúc nhiều lớp: một lớp mỏng PS sẽ cho bề mặt độ sáng bóng cao. Dùng làm khay đựng kẹo để cố định vị trí trong bao bì chống thấm bao bên ngoài. POLYCARBONAT. Polycarbonat ít được sử dụng rộng rãi trong công nghệ sản xuất bao bì do những vấn đề về chế tạo và những tồn tại về mặt tính chất cơ học ở cả nhiệt độ cao và thấp. Do đó, giá thành của nó rất cao. Cấu tạo. Polycarbonat được tạo thành khi trùng hợp hai loại monomer là phosgene và Bisphenol A. Phản ứng tạo Polycarbonat: Tính chất. Tỷ trọng 1.2. Nhiệt độ nóng chảy 195oC. Trong suốt. Tính bền nhiệt: polycarbonat có khả năng chịu nhiệt cao. Bền cơ học, chịu được các va chạm tốt. Ít bị giãn dưới tác dụng của lực. Chịu được acid tuy nhiên tan mạnh trong kiềm. Hoàn toàn trơ với thành phần của thực phẩm. Tính chống thấm khí và ẩm kém nên thường kết hợp với các loại khác. Khi định hướng không tăng khả năng chống thấm mà chỉ tăng độ bền kéo căng. Ứng dụng. Không thích hợp để làm bao bì dạng màng co. Polycarbonat được ứng dụng trong một số loại bao bì cứng như khay trong các bao bì ngoài chống thấm để cố định vị trí sản phẩm. Do nó có khả năng chịu nhiệt cao nên polycarbonat có thể được sử dụng để chế tạo các loại bao bì có quá trình thanh trùng thực phẩm. Tuy nhiên, do giá thành mắc, tính chống thấm khí và nước kém nên loại vật liệu này hiếm được sử dụng rộng rãi như PET, nylon, PP hoặc HDPE. Nó cũng kết hợp với các loại vật liệu khác để tạo nên bao bì phù hợp. Xu hướng bao bì plastic: Hướng sử dụng: - Sản lượng bao bì plastic nhiệt dẻo ngày càng tăng cao. - Kỹ thuật sản xuất màng bao bì plastic, bao bì bằng vật liệu plastic ghép ngày càng phát triển mạnh. - Bao bì phải đáp ứng được 3 chức năng chính là bảo vệ hàng hĩa thực phẩm bên trong, thơng tin và thuận tiện trong quản lý, tiện dụng và hạn chế được sự ơ nhiễm mơi trường bởi bao bì phế thải. Do đĩ bao bì cần được cấu tạo bởi vật liệu: Cĩ khả năng tái sinh Được sản xuất theo các luật về bảo vệ mơi trường như bao bì được ghi tên lọai plastic cấu tạo dưới đáy để thuận tiện phân loại sau khi thu hồi và tái sinh. Để đảm bảo cho việc tái sinh, cần ghép hai trong nhiều loại nguyên liệu cĩ thành phần giống nhau, tránh tối đa việc pha trộn các nguyên liệu plastic vào nhau. Cấu trúc màng phổ biến nhất là ba lớp. - Do sự gia tăng sản lượng bao bì nên lượng phế thải ngày càng tăng, làm cho vấn đề mơi trường càng trầm trọng. Hiện nay các ngành kỹ thuật đều rất quan tâm đến biện pháp tái sinh vật liệu bao bì từ phế thải Hướng nghiên cứu Bioplastics: - Plactic sinh học là một phát minh mới cĩ thể bị phân hủy bởi vi khuẩn và cĩ thể làm phân trộn, cĩ nguồn gốc từ những nguyên liệu thơ như tinh bột (ví dụ: bắp, khoai tây, bột sắn), cellulose, protein đậu nành, axit lactic…, khơng nguy hiểm trong sản xuất và bị phân hủy tạo thàng CO2, nước, sinh khối…. trong mơi trường khi chúng bị lọai bỏ. Tinh bột bắp hiện nay là nguyên liệu chính đang được sử dụng trong sản xuất plastic sinh học. Mater Bi (thành phần chính của bột bắp) và polyActide(PLA - được làm từ tinh bột bắp) hiện nay là hai nguyên liệu chính đang được sử dụng trong trong sản xuất plastic dễ phân hủy và được chứng minh là cĩ khả năng làm phân trộn với tiêu chuẩn của tổ chức thế giới. Tuy nhiên những nguồn khác từ thị trường được làm từ bột khoai tây, protein đậu nành, cellulose… - Hầu hết chúng hiện nay chưa được chứng nhận là cĩ khả năng làm phân bĩn, tuy nhiên chúng cĩ thể bị phân hủy bởi vi khuẩn. Lĩnh vực plastic sinh học liên quan đến những nguyên liệu mới và những kỹ thuật đang được thực hiện và tung ra thị trường. Dựa trên mục đích ứng dụng, các nhà khoa học cĩ thể thay đổi hỗn hợp polymer để nâng cao thuộc tính của sản phẩm cuối cùng…, ví dụ như: hầu hết các sản phẩm tinh bột nguyên chất hấu hết sẽ bị phân hủy khi tác dụng với nước và sau đĩ bị phân hủy với tốc độ nhanh. - Các sản phẩm bioplastic cĩ khả năng bị phân hủy và làm phân độn cĩ thể khác nhau về thời gian phân hủy hịan tồn, dựa trên những nguyên liệu và tính chất để tạo thành phân độn trong điều kiện phân hủy, nơi mà nhiệt độ phân hủy cao cĩ thể đạt được và trong khoảng 90-180 ngày. Hầu hết các tiêu chuẩn quốc tế hiện đại đều địi hỏi những chất nhựa được coi là cĩ khả năng tạo phân độn phải bị phân hủy 60% trong 180 ngày. Cầ phân biệt giữa plastic bị phân hủy và plastic bị phân hủy bởi vi sinh vật. Plastic cĩ khả năng tạo phân độn là loại plastic cĩ khả năng bị phân hủy bởi vi sinh vật (khi bị phá hủy tạo CO2, nước, chất hữu cơ và sinh khối) Tĩm lại, plastic được gọi là cĩ khả năng tạo phân độn cần phải đạt 3 tiêu chuẩn: 1. Cĩ khả năng bị phân hủy bởi vi sinh vật tạo CO2, nước, sinh khối với tốc độ như của cellulose (giấy). 2. Bị tan rã: nguyên liệu bị tan rã tạo thành phân. 3. Khơng độc: vi sinh vật khơng sinh ra độc tố và là phân bĩn cho cây phát triển. Plastic dễ bị phân hủy là plastic là plastic mà bị phân hủy nhanh bởi các vi sinh vật trong tự nhiên, như vi khuẩn, nấm …qua một thời gian. 3. Thép tráng thiếc 3.1. Cấu tạo và tính chất Tùy theo yêu cầu sử dụng mà thép được tráng thiếc, với lượng thiếc tráng khác nhau. Thép được tráng thiếc theo phương pháp mạ điện hoặc phương pháp nhúng thép tấm vào thiếc nóng chảy. Hiện nay chỉ sản xuất thép tráng thiếc theo phương pháp mạ điện. Thép tráng thiếc có thành phần chính là sắt, các phi kim và các kim loại khác như C hàm lượng ≤ 2,14%, Mn ≤ 0,8%, Si ≤ 0,4%, P ≤ 0,05%, S ≤ 0,05%. Có những loại thép có tỉ lệ carbon nhỏ 0,15 – 0,5%. Hàm lượng carbon lớn thì không đảm bảo tính dẻo dai mà có tính dòn (điển hình như gang). Để làm bao bì thực phẩm đặc biệt là bao gói kẹo, thép cần có độ dẻo dai cao để có thể dát mỏng thành tấm có bề dày 0,15 – 0,5mm. do đó, yêu cầu tỉ lệ carbon trong thép phải cao. Để tránh ăn mòn lớp thiếc bởi môi trường thực phẩm cũng như không khí, H20, hơi nước tác động lên bề mặt ngoài bao bì, lớp thiếc được phủ lớp vecni bảo vệ. Nếu không có lớp vecni thì: Môi trường axit, muối của thực phẩm sẽ ăn mòn thiếc và sinh ra khí H2, ngoài ra còn tiếp tục ăn mòn lớp thép nền. Không khí ẩm và H20 từ môi trường ngoài hoặc hơi H20 của quá trình tiệt trùng có thể gây hư hỏng lớp thiếc mặt ngoài bao bì, đưa đến rỉ sét lớp sắt. Sự tray xước bề mặt do sự cọ sát tiếp xúc của bao bì với giá, kệ, những bao bì kim loại khác. Do đó, đa số bao bì thực phẩm bằng thép tráng thiếc cần thiết được tráng lớp vecni bằng nhựa nhiệt rắn ở mặt trong, và bề mặt ngoài được sơn in nhãn hiệu và được tráng lớp vecni trong suốt để bảo vệ lớp sơn không bị bong tróc, đồng thời bảo vệ cả lớp thiếc tráng thép. Thép có màu xám đen không có độ bóng bề mặt, có thể bị ăn mòn trong môi trường acid, kiềm. Khi được tráng thiếc thì thép có bề mặt sáng bóng. Tuy nhiên, thiếc là một kim loại lưỡng tính (giống Al) nên dễ tác dụng với acid, kiềm. Do đó ta cần tráng lớp vernis (nhựa nhiệt rắn) có tính trơ trong môi trường acid và kiềm. 3.2 Ứng dụng Thép tráng thiếc được ứng dụng làm bao bì của nhiều loại thực phẩm trong đó có sản phẩm kẹo vì nó: Có các ưu điểm sau: Nhẹ, thuận lợi cho vận chuyển. Đảm bảo đđộ kín vì thân nắp đáy đều có thể làm cùng một loại vật liệu nên bao bì không bị lão hóa nhanh theo thời gian. Có tính chịu nhiệt độ cao và khả năng truyền nhiệt cao, do đó thực phẩm các loại có thể được đóng hộp, thanh trùng hoặc tiệt trùng với chế độ thích hợp đảm bảo an toàn vệ sinh. Bao bì kim loại có bề mặt tráng thiếc tạo ánh sáng bóng, có thể được in và tráng lớp vecni bảo vệ lớp in không bị tray xước. Chống ẩm, chống ánh sáng tốt cũng như tia cực tím tác động vào thực phẩm. An toàn môi trường ( vì có thể thu hồi và tái sinh thành dạng nguyên liệu kim loại). Ngăn hư hỏng cho sản phẩm do những va chạm cơ học. Tuy nhiên nó cũng có nhược điểm: Chi phí khá tốn kém. Chiếm một diện tích khá lớn khi trống rỗng. Có thể bị ăn mòn, sinh ra các phản ứng có hại như oxy hóa. Không thích hợp cho quá trình đóng gói với tốc độ nhanh. Ngày nay hộp kim loại thường dùng làm bao bì ngoài với những túi kẹo được bao gói bằng plastic ở bên trong. Như vậy, nó sẽ bảo quản cho các túi kẹo đơn vị tốt hơn. Những hộp kim loại thường được dùng làm bao bì đối với các sản phẩm có chất lượng và giá trị cao hay là những sản phẩm được bán để làm quà biếu. Cho tới nay đã có rất nhiều hợp kim loại được trang trí rất công phu. Thông thường kẹo trong hộp im loại thì được sắp xếp theo trật tự nhất định và được trình bày đẹp mắt để thu hút người tiêu dùng. 4. Nhôm 4.1 Khái niệm Tính linh hoạt cao của nhựa trong lĩnh vực đóng gói có thể ứng dụng rất tốt. Trong một thời gian dài thì các lá gồm nhựa và nhôm cán mỏng được ứng dụng tốt. Rõ ràng là ngoài các loại giấy nhôm thông dụng dùng trong quy mô gia đình và để gói kẹo chocolate thì không có một loại giấy nhôm nào được sử dụng mà không có liên kết với nhựa, nó vừa là màng đỡ vừa là màng phủ ngăn chặn có thể in ấn được. Ngoài ra lá nhôm còn cung cấp một loạt các lợi ích khác song song với đặc tính màng phủ ngăn chặn mà đã được tính đến trong quá trình lựa chọn hệ thống bao gói. Tính chất của lá nhôm. Chống được tia cực tím có ảnh hưởng xấu tới thực phẩm Có tính mềm dẻo cao nên dễ uốn Nhẹ hơn các loại bao bì bằng vật liệu khác nên dễ dàng trong vận chuyển. Tạo nếp gấp cố định nên dễ chế tạo. Tính dẫn nhiệt tốt tính phản xạ tốt Chống: O2, khí, ánh sáng, các cấu tử hương, sự xâm nhập của mùi lạ bên ngoài. • Chống hoá chất nên an toàn cho sản phẩm thực phẩm Có nhiệt độ nóng chảy cao nên chịu nhiệt Trung tính về mặt mùi và vị nên đảm bảo cho thực phẩm được giữ nguyên tính chất ban đầu. 4.4.2 Phương pháp tạo lá nhôm Nhôm được dùng ở dạng lá nhôm ghép với ghép với các vật liệu khác như plastic để bao gói thực phẩm, chống thoát hương, chống tia cực tím. Nhôm được sử dụng làm bao bì thực phẩm có độ tinh khiết từ 99-99,8%. Ở dạng lá, nhôm có thể có độ dày như sau: 7, 9, 12, 15 và 18 µm. Lá nhôm thường có lỗ nhỏ li ti: với độ dày 7 µm có thể có 800 lỗ/m2 lá, độ dày 9 µm sẽ có khoảng 200 lỗ/ m2. Tính trung bình tổng diện tích lỗ hổng trên bề mặt lá nhôm có đến 2mm2/ m2 lá nhôm. Có hai cách tạo màng kim loại. Cách thứ nhất là đúc thành thỏi, sau đó gia nhiệt và cán mỏng. Cách thứ hai là đúc trực tiếp thành những tấm dày 2-6 mm. Cả hai loại màng trên đều được cán nguội để tạo thành lá nhôm mỏng có chất lượng tương đương nhau không phụ thuộc vào cách chế tạo. Ngoài cấu trúc thớ, kích thước, hình dạng, sự phân bố của chúng, các pha xác định tính chất cơ học của lá nhôm. Các lá nhôm của lò luyện tốt thì sẽ có một cấu trúc thớ đồng nhất và đồng thời cũng có một sự phân bố đồng đều các kết tủa mịn. Bảng: Các loại lá hợp kim Loại VAW Thành phần Bề dày Tính chất cơ học Ưùng dụng AA1050A 99/52 Al >99.5% 6 -9µm Luôn được hỗ trợ bởi nhựa và giấy Bao gói cà phê AA 1200 99/01 Fe 0.5-0.7% > 7µm Tạo nếp gấp tốt chocolate AA 8079 98/90 Fe 1.1-1.3% >l2µm Rất mềm, dễ uốn Tạo cấu trúc phồng nhờ các lá nhôm AA 8014/8006 98/60 Fe >1% Mn » 0.3% >l0µm Có khả năng chống thủng cao Làm nắp các sản phẩm sữa Đó là yếu tố cần thiết cho chất lượng của lá trong suốt quá trình đúc, kim loại nóng chảy được lọc hoàn toàn để tránh xuất hiện các phần tử nhỏ nhất như gốm từ các bức tường của lò kuyện kim sẽ làm bẩn kim loại sắp được kéo màng. Các phần tử đó có thể bị nghiền nát trong quá trình cán và phân bố như là các phân đoạn nhỏ trong lá dẫn đến các khuyết tật của lá như các lỗ to và lỗ nhỏ. Vì việc dẫn đến sự không đồng nhất, lớp màng đúc của thỏi được tháo ra, phần đầu và cuối của nó bị cưa và đưa vào bên trong một vòng kín. Ở nhiệt độ 500-600°C, thỏi được cán nóng xuống còn 20-40 mm và sau đó trong một hàng xuống còn 2 mm, để có thể cán (được gọi là cán nóng). Giai đoạn cán nóng được dừng lại cho quá trình đúc các dải liên tục. Làm nguội nhanh và đúc dải liên tục thì các kết tủa sẽ ở trạng thái mịn. Sau đó là cán nguội trong 6-8 bước tiếp theo sẽ làm giảm bề dày khoảng 50 % trong mỗi bước. Trước bước cán cuối cùng thì hai tấm lá được cuộn với nhau, lớp dầu phun trong quá trình cán được thải ra, sau đó các tấm lá mới được cán chung với nhau. 1- Đúc thỏi 2- Cán sơ bộ 3- Gia nhiệt 4,5- Cán tinh 6,8- Cán nguội 7- Ghép lớp 9- Tách lớp và cắt 10- Tôi luyện4.4.3 Tính chất bề mặt: Bề mặt của một lá nhôm, đặc biệt là tính kết dính, giữ vai trò to lớn trong việc chuyển đổi và đối với chức năng của một bao bì dẻo. H = các tác nhân ăn mònD = lớp trênS = lớp phủ bảo vệ Cấu trúc của lớp oxide trên lá nhôm. Bề mặt kim loại mới được tạo ra từ quá trình cán sẽ phản ứng tức thì với oxi và hơi nước trong không khí và tạo một lớp oxide kết dính, chặt, dày khoảng vài nm. Lớp oxide này bảo vệ kim loại khỏi bị tấn công bởi oxi và hơi nước và được gọi là lớp phủ bảo vệ. Thông qua quá trình luyện lá nhôm thì màng oxide sẽ dày hơn và lớp trên sẽ trở nên chặt hơn khi mất nước. Nếu màng bao bị bẽ gẫy thì hơi nước sẽ xuyên qua lớp nhựa nhưng không tác động đến lớp oxide. Nếu lớp nhôm oxide tạo ở nhiệt độ thường thì nó dày hơn và như vậy thì tính kết dính của lá nhôm sẽ giảm đi. Lớp nhôm oxide có rất nhiều thuận tiện trong việc chuyển đổi nhờ vào tính chất hoá học của nó. Nhôm ở dạng cấu trúc mạng hầu hết là rất chặt với các chất khuếch tán như: oxi, hơi nước, CO2 và đối với các phân tử lớn hơn trong bất kỳ trường hợp nào. Chỉ ở các vị trí của các khuyết điểm của lá nhôm như lỗ chẳng hạn, thì các chất trên mới có thể khuếch tán từ ngoài vào. Ngược lại, đối với plastic thì tuy cũng xảy ra tình trạng giống như lá nhôm nhưng tốc độ khuếch tán chậm hơn. Tính chất bảo vệ của lá nhôm thì không phụ thuộc vào bề dày miễn là lá nhôm đó không có khuyết tật. Lá nhôm không chỉ hoạt động như một màng ngăn cản, chống các quá trình khuếch tán các chất mà còn chống ánh sáng rất tốt. Vai trò quan trọng của tính chắn sáng là tránh hoặc làm chậm sự giảm chất lượng và hư hỏng của sản phẩm. •Hiệu quả chống oxi hoá do ánh sáng. •Chống thất thoát vitamin. •Chống oxi hoá acid amin. •Chống sự biến màu. •Chống lại sự xâm nhập của các mùi khó chịu. Trái ngược với các loại nhựa thì trong khoảng nhiệt độ hàn, nhôm không thay đổi kích thước. Tính dẫn nhiệt của nhôm thì tốt gấp 600 lần LDPE. Nhờ vào tính dẫn nhiệt tốt này mà khi hàn, nhiệt truyền đến bề mặt cần hàn nhanh hơn và thoát di cũng nhanh hơn nên vết hàn có thể khô lại nhanh chóng. 4.4 Ứng dụng Lá nhôm thường được dùng bao gói các loại kẹo, chocolate, pho mát do tính mềm dẻo của lá nhôm, lá nhôm có thể áp sát bề mặt các loại thực phẩm này, ngăn cản sự tiếp xúc với không khí, vi sinh vật, hơi nước. Do đó màng nhôm luôn thích hợp để bảo quản các thực phẩm giàu protein, giàu chất béo chống sự oxy hóa bởi 02 và ngăn ngừa sự tăng độ ẩm, khiến vi sinh vật không thể phát triển. Ngày nay, có thể dùng bao bì plastic thay thế màng nhôm để bao gói chocolate hoặc kẹo, pho mát, nhưng bao bì này phải được ghép mí kín và rút chân không để tạo sự áp sát bao bì vào bề mặt thực phẩm. Được dùng dưới dạng tấm hoặc lá mỏng nằm trong các bao bì nhiều lớp ghép, có tác dụng cản quang và chống thấm tốt. Việc ứng dụng lá nhôm làm vật liệu dẻo dùng để bao gói dựa trên mối quan hệ giữa các tính chất kỹ thuật và kinh tế. Ngày nay nếu một lá nhôm không đại diện cho một giải pháp kinh tế nhất và hiệu quả kinh tế không chỉ dựa trên mỗi chi phí vật liệu thì nó không được sử dụng. Bao gói dẻo với lá nhôm sẽ khai thác sự kết hợp giữa kim loại và nhất là để đem đến hiệu quả bao gói cao nhất. Với những vật liệu plastic mới đã và đang được kết hợp với lá nhôm thể hiện những triển vọng cho ứng dụng đóng gói tiên tiến. 5. Màng ghép nhiều loại vật liệu. 5.1 Khái niệm: Có thể phối hợp nhiều loại vật liệu nhựa nhiệt dẻo với nhau để tạo bao bì kín một lớp bằng phương pháp gia nhiệt, ép nóng chúng dính sát vào nhau, hoặc dùng một lớp kết dính trung gian giữa hai lớp này. Trong khoảng 20 vật liệu tạo màng thì chỉ có vài loại là kết dính với nhau khi nâng nhiệt độ lên cao mà không cần lớp kết dính trung gian. Những vật liệu này có đặc điểm là có cấu trúc hóa học cơ bản giống nhau, phổ biến là plastic olefin như PE và PP Sự phát triển những loại nhựa trung gian bám dính đóng vai trò quan trọng trong công nghệ 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 khi thanh trùng sản phẩm. Lớp kết dính phải được gia công ở nhiệt độ tương thích đối với những vật liệu khác trong cùng cấu trúc ghép. Những yêu cầu này đang được tiếp tục nghiên cứu. Hầu như, lớp kết dính là vật liệu đồng trùng hợp PP và PE như: EVA, EBA, các ionomer, các chất đồng trùng hợp PP và PE. Ví dụ chất đồng trùng hợp PP được dùng để kết dính PP với EVOH hoặc PA. Nó cũng có thể làm chất kết dính cho vật liệu là kim loại và cellulose. Dạng tấm chịu nhiệt độ cao, khoảng <230oC cũng có thể được chế tạo từ các polymer. Loại bao bì được ghép từ nhiều loại vật liệu nhằm: Tăng khả năng chống thấm nước và chống thấm khí so với việc dùng một loại plastic riêng lẻ. Chống ánh sáng chiếu trực tiếp vào sản phẩm do việc dùng lá nhôm ở lớp giữa. 5.2 Tính chất và cấu tạo Sản phầm bao bì chứa đựng thực phẩm đã chế biến, hay kẹo được yêu cầu đảm bảo độ kín chống bất kỳ sự xâm nhập nào từ môi trường ngoài vào môi trường bên trong chứa đựng thực phẩm và cũng chấm thấm bất kỳ thành phần nào từ thực phẩm. Đồng thời còn có những yêu cầu khác như có độ bền kéo, độ bền chống va đập, trong suốt, sáng bóng và một số tính chất khác như chống thấm dầu, dung môi, chống tĩnh điện, bền thời tiết, dễ in ấn và có thể thanh trùng tiệt trùng. Thực tế không có loại vật liệu nào có thể đồng thời đáp ứng mọi tính chất cần thiết, vì thế cần thiết kết hợp nhiều loại vật liệu bổ sung ưu điểm che lấp hoàn toàn nhược điểm. Do đó, màng ghép nhiều lớp được chế tạo và nhanh chóng chiếm ưu thế trong ngành bao bì thực phẩm. Hằng name khoảng 14 triệu pounds nhựa nhiệt dẻo được sản xuất thì ½ số lượng này được tạo thành dạng màng ghép hoặc tấm nhiều lớp. Màng ghép có thể có độ dày khoảng 15mils = 375um (1mil = 25um). Màng nhiều lớp có thể được chế tạo theo hai phương pháp: Nhiều màng được chế tạo trên những thiết bị riêng, ghép lại với nhau bằng phương pháp ép dán nhiệt khi các màng là những polymer có cấ trúc cơ bản (monomer) tương tự nhau. Dùng chất kết dính là các PE đồng trùng hợp để kết dính các loại vật liệu lại với nhau, tổng lượng kết dính của các lớp rất nhỏ, khoảng 15-20% khối lượng các loại màng chính, có thể có chiều dày rất nhỏ khoảng 3um. 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 neap, tăng độ dày, tính cứng vững của bao bì. Ghép lớp PE trong cùng để tạo khả năng hàn dán nhiệt tốt, dễ dàng. Màng LDPE hay LLDPE cũng có thể được phủ ngoài cùng nhằm mục đích thấm hơi nước, chống ướt bao bì. Thông thường màng OPP được ghép ngoài cùng của các bao bì dạng túi nhằm mục đích bao bì có thể xé, mở dễ dàng, in ấn tốt, tạo độ bóng cao cho bề mặt bao bì. Màng được đùn qua thiết bị đùn ép. 5.3 Ứng dụng: Bao bì ghép nhiều lớp được áp dụng rất nhiều trong bao gói các sản phẩm bánh đơn lẻ dạng túi mà không có bao bì ngoài. Dùng để bao gói sản phẩm kẹo giàu chất béo (chocolate, …), dễ bị oxy hoá bởi ánh sáng trực tiếp. Lớp ngoài cùng là OPP do OPP có tính chịu nhiệt, bền cơ học, chống thấm khí, hơi nước tốt và dễ xé rách. Ngoài ra còn có thể dùng PET. Lớp giữa là lá nhôm. Lớp trong cùng là PE: chống thấm khí kém, chống thấm dầu mỡ kém, kém dưới tác dụng nhiệt và lực cơ học, do đó được dùng làm lớp trong cùng để khi hàn nhiệt thì hai lớp PE sẽ chảy và dính lại với nhau. Ví dụ sản phẩm dạng past có hương cần được đảm bảo chống thoát hương trong suốt thời gian bảo quản, do đó nắp được ghép một loại polyester chịu nhiệt ở ngoài cùng, kế đến là lá nhôm để chống tia cực tím có thể gây biến đổi thành phần của thực phẩm và tạo sự cứng vững cho nắp hộp. Lớp trong của màng nắp là lớp PP cùng với lớp trong của thân hộp để hàn dán nắp theo phương pháp hàn nhiệt. Không dùng PE làm lơp trong cùng để hàn dán vì chúng sẽ dính chặt giữa than và nắp, không thể gỡ nắp ra được.