Đề tài Bao bì – thiết bị đóng gói sản phẩm rau quả

BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 1 MỤC LỤC PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG ............................................................................... 3 I. Định nghĩa bao bì ...................................................................................................... 3 II. Chức năng bao bì ....................................................................................................... 3 III. Phân loại bao bì ......................................................................................................... 4 PHẦN II: BAO BÌ THỦY TINH............................................................................... 5 I. Đặc tính chung .......................................................................................................... 5 II. Đặc điểm ................................................................................................................... 5 III. Ứng dụng .................................................................................................................. 8 IV. Thiết bị chiết rĩt ...................................................................................................... 12 PHẦN III: BAO BÌ KIM LOẠI .............................................................................. 15 I. Đặc tính chung ........................................................................................................ 15 II. Phân loại ................................................................................................................. 15 III. Ứng dụng ................................................................................................................ 17 IV. Thiết bị .................................................................................................................... 18 PHẦN IV: BAO BÌ PLASTIC ................................................................................. 19 I. Giới thiệu chung ...................................................................................................... 19 II. Một số loại plastic ................................................................................................... 21 II.1 PE .................................................................................................................. 21 II.2 PET................................................................................................................ 25 II.3 PP .................................................................................................................. 28 II.4 PS .................................................................................................................. 31 II.5 EVOH............................................................................................................ 32 II.6 Polycacbonat .................................................................................................. 33 II.7 Túi lưới PA .................................................................................................... 35 II.8 Khay, hộp kết màng plastic ............................................................................ 37 III. Thiết bị đĩng gĩi ..................................................................................................... 41 PHẦN V: BAO BÌ TETRA PAK............................................................................. 42 BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 2 I. Đặc điểm ................................................................................................................. 42 II. Ứng dụng ................................................................................................................ 43 III. Thiết bị .................................................................................................................... 44 PHẦN VI: MAP ....................................................................................................... 45 I. Giới thiệu chung...................................................................................................... 45 II. Thiết lập sự cân bằng của khí quyển điều chỉnh ....................................................... 46 III. Nguyên tắc – hiệu quả của MAP cĩ hàm lượng O2 cao............................................ 47 IV. Kỹ thuật bao gĩi MAP ............................................................................................. 49 PHẦN VII: MÀNG BAO SINH HỌC ..................................................................... 57 I. Khái quát về màng bao sinh học.................................................................................. 57 II. Màng Polymer sinh học .............................................................................................. 58 III. Một số loại màng bao sinh học.................................................................................... 59 III.1 Màng Chitosan.............................................................................................. 59 III.2 Màng tinh bột ............................................................................................... 62 III.3 Màng Bacterium cellulose ............................................................................. 65 III.4 Một số màng khác.......................................................................................... 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 70 BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 3 PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG I. ĐỊNH NGHĨA BAO BÌ: Bao bì là vật chứa đựng, bao bọc thực phẩm thành đơn vị để bán. Bao bì phải đảm bảo cho chất lượng thực phẩm, cĩ thể phân phối, lưu kho, kiểm tra và thương mại… một cách thuận lợi. Bao bì cĩ thể là bao bì kín hoặc bao bì hở. - Bao bì kín được dùng bao bọc những loại thực phẩm chế biến cơng nghiệp, để đảm bảo chất lượng sản phẩm sau quá trình sản xuất và trong suốt thời gian lưu hành trên thị trường, cho đến tay người tiêu dùng. Bao bì kín cĩ thể là một lớp, cũng cĩ thể cấu tạo dạng ghép nhiều lớp nhằm khắc phục khuyết điểm từng loại vật liệu riêng lẻ. - Bao bì hở cĩ thể bao gĩi trực tiếp rau quả hoặc hàng hĩa tươi sống, các loại thực phẩm khơng bảo quản lâu hoặc chế biến ăn ngay. Bao bì hở cịn cĩ thể là lớp bao bì bọc bên ngồi lớp bao bì chứa đựng trực tiếp thực phẩm nhằm tạo sự xếp khối sản phẩm để thuận tiện, an tồn trong vận chuyển, phân phối, kiểm tra và lưu kho. II. CHỨC NĂNG BAO BÌ: Đảm bảo nguyên vẹn về số lượng, trạng thái, cấu trúc, màu, mùi vị, thành phần dinh dưỡng cho thực phẩm được chứa đựng bên trong bao bì. Truyền tải thơng tin của nhà sản xuất đến người tiêu dùng, nĩi lên giá trị của sản phẩm được chứa đựng bên trong như: đặc tính của sản phẩm về dinh dưỡng, trạng thái, cấu trúc, mùi vị, BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 4 nguồn nguyên liệu, nhà sản xuất, địa chỉ quốc gia chế biến ra sản phẩm. Đồng thời bao bì cũng là lời mời của nhà sản xuất đối với người tiêu dùng. - Chính sản phẩm thực phẩm tự thơng tin giới thiệu thu hút khách hàng thơng qua nhãn hiệu, hình thức bao bì (cách trình bày hình ảnh, màu sắc, thương hiệu, tên sản phẩm). Nếu cách trang trí, màu sắc khơng hài hịa, khơng đáp ứng tâm lý, sở thích người tiêu dùng thì bao bì đĩ cũng khơng thể được chấp nhận trên thị trường. - Kết cấu bao bì cho biết trạng thái, cấu trúc, màu sắc của sản phẩm. Chẳng hạn như bao bì cĩ một phần hoặc hồn tồn trong suốt cho phép nhìn thấy thực phẩm bên trong, nhằm đáp ứng yêu cầu khách hàng, giúp họ cĩ sự lựa chọn dễ dàng. Thuận tiện, tiết kiệm cho sự bảo quản sản phẩm, phân phối, lưu kho, quản lý và tiêu dùng. Từ ba chức năng của bao bì, đặc biệt chức năng thứ hai, ta nhận thấy được tầm quan trọng của nhãn hiệu thực phẩm, nĩ quyết định giá trị thương phẩm cho thực phẩm sau này. III. PHÂN LOẠI BAO BÌ: Phân loại theo vật liệu bao bì Gồm các loại: - Bao bì giấy bìa cứng, bìa carton gợn sĩng: dùng làm bao bì vận chuyển hàng hĩa (bao bì đơn vị gửi đi) hoặc lớp bao bì ngồi. - Bao bì thủy tinh. - Bao bì kim loại. - Bao bì plastic như PE, PP, OPP, PET, PA, PS, PC,… - Bao bì ghép nhiều lớp ( Tetrapak) - MAP - Kỹ thuật đĩng gĩi khí quyển điều chỉnh ứng dụng cho đĩng gĩi rau quả tươi - Bao bì sinh học BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 5 PHẦN II: BAO BÌ THỦY TINH I. ĐẶC TÍNH CHUNG: Bao bì thủy tinh đựng thực phẩm gồm những chai lọ bằng thủy tinh silicat. Khi được gia nhiệt thì thủy tinh mềm dần và trở nên linh động, chảy thành giọt hay thành dịng, độ nhớt càng giảm khi nhiệt độ càng tăng; và độ nhớt sẽ tăng dần đến cực đại , mất cả tính linh độn khi đưa về nhiệt độ thường. Thủy tinh cĩ tính chuyển đổi trạng thái thuận nghịch theo sự tăng giảm nhiệt độ, tính chất ban đầu thường vẫn được giữ nguyên trong suốt quá trình biến đổi trạng thái thuận nghịch do gia nhiệt- làm nguội, hoặc khi bị nấy chảy và làm nguội nhiều lần theo cùng một chế độ. Thủy tinh cĩ tính đẳng hướng: xét theo mọi hướng thì cấu trúc thủy tinh đồng nhất như nhau, do đĩ ứng suất theo mọi hướng xuất hiện trong khối thủy tinh xem như tương đương nhau. II. ĐẶC ĐIỂM: II.1 Ưu điểm: Thủy tinh là loại vật liệu bao bì được đánh giá cao. Nó có tác dụng hỗ trợ, làm tăng sự nổi bât cho sản phẩm được chứa đựng bên trong. Giá thành sản xuất thấp: Chi phí gia công cho 1 bao bì thủy tinh chỉ bằng 1/5 chi phí gia công cho 1 bao bì plastic. Trong khi số lượng sản xuất trong 1 mẻ thấp hơn plastic, đây là 1 thuận lợi vì mẫu mã có thể được thay đổi, sửa chữa lại với thời gian ngắn hơn. Do đó tính hỗ trợ cho sản phẩm luôn được thay đổi, cập nhật cho phù hợp thị hiếu người tiêu dùng. Đa dạng về kiểu dáng và kết cấu: Từ thủy tinh có thể dễ dàng tạo ra vô số kiểu dáng, kết cấu khác nhau tạo nên sự phong phú và bắt mắt người tiêu dùng. Ngoài ra có thể trang trí bằng các chi tiết chạm nổi trên bề mặt. Khả năng tương thích với sản phẩm: Bao bì thủy tinh có thể được sử dụng cho tất cả sản phẩm dạng lỏng hoặc rắn ( trừ HCl) để tồn trữ trong thời gian dài mà không có những ảnh hưởng bất lợi nào đến chất lượng và hương vị sản phẩm. Những hợp chất hoá học độc hại BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 6 không thể xâm nhập qua thủy tinh, điều này không được đảm bảo đối với những loại bao bì khác. Tính thấm: Thủy tinh là vật liệu trơ về mặt hoá học và hoàn toàn không thấm khí hay lỏng. Không có sự khếch tán của khí hay lỏng qua 1 bao bì thủy tinh nào được ghi nhận và điều này không thể xảy ra trừ khi việc đóng bao bì không đảm bảo độ kín. Ngăn mùi: Đối với bao bì thủy tinh, ta có thể yên tâm về vấn đề này, không chỉ bản thân thủy tinh không có mùi mà nó còn đảm bảo mùi bên ngoài không thể khếch tán vào bên trong. Tính chất trong suốt: Thủy tinh có độ trong suốt cao nên người tiêu dùng có thể nhìn thấy sản phẩm bên trong. Thuỷ tinh thích hợp đối với những sản phẩm đồ uống có thể uống trực tiếp từ bao bì. Chống rò rỉ: Thủy tinh ngăn cản sự xâm nhập qua những đường rò rỉ và việc dùng những màng plastic co giãn được bao bọc bên ngoài nắp rất có hiệu quả. Thủy tinh dễ dàng thích hợp với những nắp bằng kim loại hay plastic đã được sản xuất trước đó. Dễ mở: Sự cứng rắn của bao bì cho phép tháo mở nắp dễ dàng. Việc thống nhất 1 tiêu chuẩn chung giữa nhà sản xuất chai và nhà sản xuất nắp cũng như đóng thùng đảm bảo rằng những khó khăn trong việc mở nắp được loại bỏ. Chịu áp suất tốt: Một bao bì thủy tinh được thiết kế tốt có thể chịu được áp suất bên trong bao bì đến 10 bar, mặc dù tiêu chuẩn đòi hỏi áp suất trong bao bì không vượt quá 5 bar. Chúng cũng có khả năng chịu được điều kiện chân không. Khả năng tái sinh: Pháp luật hiện hành quy định tỷ lệ vật liệu bao bì được tái chế phải đạt đến 50%. Công nghiệp thủy tinh là ngành đi đầu trong việc thu gom và dùng lại thủy tinh đã tái chế. Sản phẩm tái chế có chất lượng không thua gì sản phẩm mới vì sự việc tái chế không ảnh hưởng đến tính chất của những vật liệu chủ yếu ban đầu. Khả năng sử dụng nhiều lần: Bao bì thuỷ tinh có thể đem dùng lại không mấy khó khăn, vì chúng dễ dàng được rửa sạch và kiểm tra lại. Để chứa những sản phẩm có CO2 chai thủy BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 7 tinh dùng lại phải được phân loại và loại bỏ những chai trầy, hư hại vì chúng không chịu được áp lực của CO2. Khả năng bao bọc, trang trí bên ngoài: Có thể sử dụng nhiều kiểu trang trí trên bao bì thuỷ tinh như: dán nhãn, in, bao bọc, tráng màu hữu cơ hay vô cơ và chạm trổ vì thủy tinh có độ cứng rắn. Chống tia UV: Thuỷ tinh màu hổ phách có thể bảo vệ sản phẩm khỏi tiz UV mà trong 1 số trường hợp thủy tinh màu xanh cũng có 1 phần khả năng này. Chịu tải trọng: Sự cứng rắn của thuỷ tinh cho phép dễ dàng dy chuyển khi rót hay phân phối sản phẩm. Mặc dù khối lượng của bao bì thuỷ tinh nặng hơn plastic dẫn đến chi phí vận chuyển cao hơn nhưng chúng chịu tải trọng tốt do đó yêu cầu của bao bì vận chuyển đơn giản hơn. Đó chính là lợi tức do bao bì thủy tinh đem lại. II.2 Nhược điểm: Dẫn nhiệt rất kém: Do đó không thích hợp với những sản phẩm cần thanh trùng hay tiệt trùng trong bao bì. Giòn, dễ vỡ: Có thể bị vỡ do va chạm cơ học. Nặng: Tỷ trọng 2.2 – 2.6. khối lượng bao bì có thể lớn hơn sản phẩm được chứa đựng bên trong. Ghi nhãn: Khơng thể in, ghi nhãn theo quy định của nhà nước mà chỉ cĩ thể vẽ, sơn logo, hoặc khi sản xuất chai cĩ thể được tạo dấu hiệu nổi trên thành chai và nếu cần thì phải dán giấy nhãn lên chai ( rượu , bia, nước ngọt) II.3 Phân loại: Nắp, nút được xem là thành phần quan trọng của bao bì thủy tinh. Nắp (đậy che phủ miệng chai); nút( nằm lọt vào bên trong miệng chai)và các thành phần phụ của chúng như đểm, nhơm lá để bọc… gĩp phần đảm bảo độ kín của chai lọ. Tùy theo dạng chai lọ chứa đựng thực phẩm, tính chất và giá trị thương phẩm của thực phẩm chứa bên trong mà sử dụng loại nắp thích hợp, cùng với thiết kế kiểu miệng ren, miệng chai tương ứng. BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 8 Cĩ 3 loại nắp (nút) chai cơ bản:  Loại A: Miệng chai cĩ ren vặn để đĩng nắp vào, nắp cũng cĩ cấu tạo ren tương ứng. Loại nắp đậy cho miệng loại A làm bằng nhơm cĩ phủ lớp sơn bên ngồi , mặt trong được phủ vecni cĩ đệm plastic để đảm bảo độ kín cho chai. Khơng cần đậy nút đệm, phương pháp đậy nút đệm khĩ đảm bảo an tồn vệ sinh thực phẩm do đĩng nắp thủ cơng hoặc đĩng nắp với năng suất thấp, khơng thuận tiện cho tái đĩng, tái mở . Sau khi đậy nút đệm, vặn nắp nhơm vào theo đường ren.  Loại B: Cấu tạo thành miệng chai dày. Chai được đậy kín bằng nút bấc, nút cĩ cấu tạo trụ trịn hoặc hình trụ trịn cĩ mũ nấm, than trụ dài khoảng 4cm. Nút bằng gỗ bấc cĩ tính đàn hồi cao, đậy chặt khít miệng chai, nhơ lên khỏi miệng chai khoảng 1.5 cm, và dây thép được buộc bên ngồi miệng chai giúp nút bần chịu được áp lực nén cao của CO2 trong chai. Kế đến là lớp giấy nhơm áp sát vào miệng chai, mép giấy che phủ dây thép bên trong.  Một số chai rượu vang cĩ cấu tạo nắp chai thay đỏi về vật liệu nhưng vẫn theo các nguyên tắc: + Nút bằng gỗ bấc được chế tạo bằng cao su cĩ độ đàn hồi khơng cao như gỗ bấc + Dây thép được thay bằng nắp ren tương ứng với chai miệng ren. + Nút cao su được đĩng kín vào miệng chai khơng cĩ phần nhơ lên khoảng 1/3 – ¼ chiều cao của nút, đĩng vào hẳn trong miệng chai. + Giấy nhơm bọc được thay thế bằng màng co plastic cĩ in thương hiệu.  Loại C: Chai miệng mũ cĩ cấu tạo thành miệng dày và cĩ gờ, được đậy bằng nắp mũ, nắp bằng thiếc cĩ lĩt lớp đệm bằng gỗ bấc hoặc bằng cao su để cĩ thể áp chặt khít vào miệng chai,tạo sự kín hồn tồn. III. ỨNG DỤNG: Bao bì thủy tinh phù hợp để chứa đựng những thực phẩm từ rau quả: - Thức uống khơng cồn: nước ép trái cây, nước rau quả BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 9 - Thức uống cĩ cồn + Lên men khơng chưng cất (cĩ hoặc khơng bão hịa CO2): Vang + Lên men – Chưng cất – Tàng trữ: Wishky, Cognac, Rhum + Khơng lên men: rượu mùi - Các loại mứt - Nectar - Thực phẩm khơ: bột trái cây, … - Các sản phẩm ngâm tẩm: cà pháo, kim chi,… Các loại mứt BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 10 Rượu mùi Rượu cao độ BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 11 Nước ép rau quả Nectar BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 12 Bột rau quả IV. THIẾT BỊ CHIẾT RĨT: IV.1 Mục đích: Hoàn thiện: rót dung dịch sản phẩm vào chai, lọ với những lượng nhất định . IV.2 Phương pháp thực hiện: - Thực phẩm được rót định lượng ngay vào bao bì. Trước lúc rót bao bì cần được rửa sạch, vô trùng bằng hơi nước và rót sản phẩm ngay để tránh nhiễm bẩn. - Thiết bị: sử dụng máy rót liên tục theo thể tích. Các thiết bị chiết rót ngày nay đã được tự động hóa và tích hợp công nghệ chung với bao bì. Tùy đặc tính từng loại sản phẩm mà ta cĩ thiết bị chiết rĩt, đĩng nắp khác nhau IV.3 Một số thiết bị chiết rĩt: IV.3.1 Các loại nước rau quả: Đối với sản phẩm nước quả nĩi chung, các quá trình xử lý nhiệt đều cĩ tác động khơng tốt đến chất lượng của sản phẩm (làm biến đổi màu sắc sản phẩm, mất vitamin, gây ra mùi nấu,…). Do đĩ để giảm thiểu các ảnh hưởng khơng tốt của quá trình sử lý nhiệt lên sản phẩm, thay vì dùng quá trình thanh trùng, ta sử dụng quá trình rĩt nĩng Nước quả cĩ độ acid cao  nấm men, nấm mốc phát triển nhưng kém chịu nhiệt  cĩ thể được bảo quản nước quả. BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 13 Đun nĩng dịch lỏng lên nhiệt độ 70-750C trong 30-40s  rĩt nĩng.vào chai thủy tinh, sau đó tiến hành đóng kín nắp. Máy rĩt nĩng các loại nước hoa quả của RCGF 60-60-15 - Năng suất: 25000-30000 chai/ giờ (chai 500ml) IV.3.2 Sản phẩm cĩ bão hịa CO2: Rĩt trong điều kiện đẳng áp. Tất cả các quá trình đều đuợc tự động hố. Máy cĩ thể chiết đuợc cả nuớc nĩng nếu cĩ trang bị thiết bị điều khiển nhiệt độ . Máy sử dụng chuơng trình điều BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 14 khiển tiên tiến PLC của OMRON để điều khiển máy chạy tự động trong khi sự vận hành của các băng chuyền đưa chai vào máy với tốc độ điều chỉnh đuợc và khoảng cách các chai đều nhau với việc vận hành của máy chủ. Thơng số kỹ thuật: - Số đầu rửa: 18 - Số đầu chiết:18 - Số đầu đĩng nắp:8 - Khả năng sản xuất: 5000 chai/ h ( chai 500 ml) - Cơng suất: 4 Kw IV.3.3 Rượu mùi: Rĩt vào những chai màu,khoảng chống trong chai khoảng 5cm, đĩng nắp thật kĩ BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 15 PHẦN III: BAO BÌ KIM LOẠI I. ĐẶC TÍNH CHUNG: Nhẹ, thuận tiện cho vận chuyển Đảm bảo độ kín vì thân nắp đáy đều cĩ thể làm cùng một loại vật liệu nên bao bì khơng bị lão hĩa nhanh theo thời gian Chống ánh sáng thường cũng như tia cực tím tác động vào sản phẩm Cĩ tính chịu nhiệt độ cao và khả năng truyền nhiệt cao ,do đĩ thực phẩm cĩ thể được đĩng hộp, thanh trùng hoặc tiệt trùng với chế độ thích hợp Quy trình sản xuất hộp và đĩng hộp thực phẩm được tự động hĩa hồn tồn An tồn mơi trường II. PHÂN LOẠI: II.1 Phân loại theo vật liệu bao bì: II.1.1 Bao bì kim loại thép tráng thiếc: Thành phần chính là sắt và các phi kim ,lim loại khác như carbon hàm lượng 2.14%, Mn 0.8%, Si 0.4%, P 0.05%, S 0.05% Thép cĩ màu xám đen khơng cĩ độ bĩng bề mặt, cĩ thể bị ăn mịn trong mơi trường axit, kiềm. Khi được tráng thiếc thì thép cĩ bề mặt sáng bĩng. Tuy nhiên thiếc là một kim loại lưỡng tính nên dễ tác dụng với axit, kiềm, do đĩ ta cần tráng lớp vec-ni cĩ tính trơ trong mơi trường axit và kiềm BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 16 Quy định tráng thiếc: Tùy theo yêu cầu sử dụng mà thép được tráng thiếc, với lượng thiếc khác nhau. Thép được tráng thiếc theo phương pháp mạ điện hoặc phương pháp nhúng thép tấm vào thiếc nĩng chảy. Hiện nay chỉ tráng thiếc theo phương pháp mạ điện II.1.2 Bao bì kim loại thép mạ crom: Bề mặt thép mạ crom mỏng, cứng và nhạy cảm với trầy xước. Vì vậy nĩ được tráng vecni lên bề mặt khi sử dụng. Lớp vecni tráng lên bề mặt thép mạ crom tốt bền hơn thép tráng thiếc. Mặt khác, thép mạ crom cĩ khả năng chống lại sự ăn mịn của hợp chất sulfua. Tuy nhiên trong trường hợp sản phẩm cĩ tính axit thì lon thép tráng crom cĩ khả năng chống ăn mịn thấp II.1.3 Bao bì kim loại nhơm(Al): Al làm bao bì cĩ độ tinh khiết đến 99%, và những thành phần kim loại khác như Si, Fe, Cu, Mn, Mg, Zn, Ti Bao bì lon nhơm được đặc biệt sử dụng để chứa đựng nước giải khát cĩ gas, bia, là những loại dung dịch lỏng cĩ tạo áp lực bên trong bao bì Bao bì nhơm nhẹ hơn rất nhiều so với các loại bao bì bằng các loại vật liệu khác, rất thuận tiện trong vận chuyển phân phối sản phẩm thực phẩm II.2 Phân loại theo cơng nghệ chế tạo lon: II.2.1 Lon hai mảnh: Lon hai mảnh gồm thân dính liền với đáy, nắp rời được ghép mí với thân. Lon hai mảnh chỉ cĩ một đường ghép mí giữa thân và nắp, vật liệu chế tạo lon hai mảnh phải mềm dẻo, cĩ thể là Al hoặc thép cĩ độ mềm dẻo cao. Lon hai mảnh được chế tạo theo cơng nghệ kéo vuốt tạo nên thân khá mảnh so với bề dày đáy, nên cĩ thể dễ bị đâm thủng hoặc dễ bị biến dạng do va chạm. lon hai mảnh thích hợp chứa các loại thực phẩm cĩ tạo áp suất dư bên trong như là sản phẩm nước giải khát cĩ gas II.2.2 Lon ba mảnh: Cơng nghệ chế tạo lon ba mảnh được áp dụng cho nguyên liệu thép. Lon ba mảnh gồm thân, đáy và nắp. Thân hộp được chế tạo từ một miếng thép chữ nhật, cuộn lại thành hình trụ và được hàn mí thân, nắp và đáy đươc chế tạo riêng và, được ghép mí với thân BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 17 Các loại hộp lon thành phẩm: Bảng: Các cỡ lon thép tráng thiếc ba mảnh thường được sử dụng hiện nay Đường kính Φ và chiều cao H Phạm vi sử dụng Φ153 x H 178 Φ153 x H 114 Φ99 x H 119 Φ83 x H 113 Φ74 x H 113 Φ50/52/50 x H 132 Φ57/65/62 x H 91 Φ52 x H 89 Rau quả, thịt cá Cá Thực phẩm khơ: sữa bột, cà phê bột, rau quả Rau quả, thực phẩm dạng hạt khơ Rau quả, thịt cá Nước quả, nước uống các loại Nước quả, nước uống các loại Cá, hạt giống III. ỨNG DỤNG Bao bì kim loại chứa đựng bảo quản thực phẩm trong khoảng thời gian rất dài, thuận tiện cho việc chuyên chở xa vì bao bì nhẹ và cứng vững. Bao bì kim loại thích hợp cho các loại thực phẩm sau: Sản phẩm nước trái cây trong, nectar, puree… Thực phẩm khơ: bột trái cây, rau quả sấy khơ… Trái cây ngâm đường: vải, chơm chơm… Nước trái cây BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 18 Trái cây ngâm tẩm IV. THIẾT BỊ: Máy rĩt lon cĩ cơ cấu ngăn cho chất lỏng khơng tràn ra. Thiết bị bao gồm những đầu rĩt được lắp vào một mặt xoay hình trịn, và mỗi đầu rĩt cĩ một vỏ bọc hình ống bên ngồi cĩ một đầu hở cao hơn để nối với thùng chứa chất lỏng. Các lon trống được đưa vào hệ thống quay rồi đi vào buồng rĩt . Sau khi rĩt, các lon được đưa đến máy ghép mí nắp Các thơng số kỹ thuật của máy rĩt lon: Hãng sản xuất : AIRTAC - Korea Kích thước: 3353*1100*2646mm Số đầu rĩt: 36 Năng suất: 300 lon/phút cho lon 355 ml Áp lực rĩt:  0,035 MPa Nhiệt độ rĩt : 4oC BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 19 PHẦN IV: BAO BÌ PLASTIC I.GIỚI THIỆU CHUNG: Nguyên liệu sản xuất plastic là nguồn hydrocacbon từ dầu hỏa, được tách trong quá trình lọc dầu. Với trữ lượng dầu hỏa lớn nên cơng nghệ chế tạo vật liệu plastic cùng với cơng nghệ bao bì plastic đã phát triển nhanh, đa dạng phong phú về chủng lọai; bao bì đạt tính năng cao trong chứa đựng, bảo quản các lọai thực phẩm. Bao bì plastic thường khơng mùi, khơng vị, cĩ loại cĩ thể đạt độ mềm dẻo, áp sát bề mặt thực phẩm khi bao gĩi, tạo nên độ chân khơng cao trong trường hợp sản phẩm cần bảo quản trong chân khơng; cũng cĩ loại bao bì đạt độ cứng vững cao, chống va chạm cơ học hiệu quả, chống thấm khí hơi do đĩ bảo đảm được áp lực cao bên trong mơi trường chứa thực phẩm; bên cạnh đĩ cũng cĩ loại chịu đựng được nhiệt độ thanh trùng hoặc nhiệt độ lạnh đơng thâm độ. Bao bì plastic cĩ thể trong suốt nhìn thấy rõ sản phẩm bên trong, hoặc cĩ thể mờ đục, che khuất hồn tồn ánh sáng để bảo vệ thực phẩm Bao bì plastic trong suốt (PET) và khơng trong suốt (PP) Các lọai bao bì plastic được in nhãn hiệu dễ dàng, đạt được mức độ mỹ quan yêu cầu. Bao bì plastic nhẹ, rất thuận tiện trong việc phân phối chuyên chở. Hiện nay bao bì plastic chứa đựng thực phẩm thường là bao bì một lớp nhưng cấu tạo bởi sự ghép hai hay ba vật liệu plastic lại với nhau để bổ sung tính năng tạo nên bao bì hồn thiện, đáp ứng yêu cầu của loại thực phẩm chứa đựng. Bao bì plastic khơng tái sử dụng trong sản xuất thực phẩm. BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 20 Bao bì nhiều lớp Cơng nghệ chế tạo bao bì plastic đã và đang phát triển mạnh, nhưng đồng thời cũng làm gia tăng ơ nhiễm mơi trường. Vì vậy vấn đề đặt ra là cần phải tái sinh plastic, tuy nhiên chi phí thường cao và cũng cĩ một số loại sản phẩm plastic tái sinh khĩ đạt được những đặc tính giống như sản phẩm đi từ vật liệu tinh khiết. Những vật liệu plastic cĩ nguồn gốc từ phản ứng trùng hợp thì cĩ thể tái sinh dễ dàng hơn từ những lọai cĩ nguồn gốc từ phản ứng trùng ngưng. Plastic dùng làm bao bì thực phẩm thuộc lọai nhựa nhiệt dẻo, cĩ tính chảy dẻo thuận nghịch ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ phá hủy, khi nhiệt độ càng cao thì càng trở nên mềm dẻo, khi nhiệt độ hạ xuống thì vẫn giữ được đặc tính ban đầu. BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 21 Plastic được sản xuất ở dạng màng cĩ độ dày ≤0.025mm hoặc dạng tấm cĩ độ dày >0.025mm. II. MỘT SỐ LOẠI PLASTIC DÙNG LÀM BAO BÌ TRONG THỰC PHẨM: II.1 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). II.1.1 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. BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 22 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. BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 23 II.1.2 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. BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 24 Ứng dụng:  Tạo hình dạng dùng làm các khay, hộp.  Làm lớp ngoài của bao bì dạng túi ghép nhiều loại vật liệu.  Làm chai lọ chống oxi hĩa cho nước ép trái cây, rượu mùi… II.1.3 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. BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 25 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 của bao bì  Dùng để bao gĩi rau quả tươi bảo quản theo phương pháp ức chế hơ hấp rất hiệu quả và kinh tế. . II.2 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: BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 26 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.  Làm chai, lọ đựng nước trái cây, nước trà…  Làm các hộp dựng rau quả tươi. BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 27 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. BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 28 II.3 POLYPROPYLEN: II.3.1 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: BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 29  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). II.3.2 Oriented Polypropylene (OPP): - OPP cũng được tạo thành do phản ứng trúng hợp các monomer là các tiểu đơn vị propylene. - OPP chính là sản phẩm của quá trình định hương lại PP bằng kéo giãn theo phương ngang (vuơng gĩc với chiều dọc) Tính chất:  Tỉ trọng: 0.902 ÷0.907 g/cm3.  Tính chịu nhiệt: - Tmax = 140÷1460C. - Tmin = -500C. - Thàn = 1500C. BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 30  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. BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 31 II.4 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. BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 32  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 chứa rau quả, dùng làm lớp lĩt cho các bao bì để cĩ thể nhìn thấy rõ sản phẩm bên trong. II.5 ETHYLENE VINYL ALCOHOL (EVOH) EVOH là copolyme của ethylene với vinyl alcohol cĩ những tính chất chức năng gần với PVDC. EVOH được tạo thành từ tác nhân ban đầu là EVA và được tiếp tục trùng hợp từ một lượng lớn VA với ethylene. Hàm lượng ethylene tồn tại trong s3n phẩm EVOH khoảng 30 – 45%. BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 33 EVOH thường ghép chung với các màng plastic để tăng tính chống thấm O2 và các loại khí khác. EVOH cĩ tính chống thấm khí O2 tốt hơn PVDC ở độ ẩm mơi trường thấp, nhưng ở độ ẩm cao thì giảm đáng kể. EVOH thường dùng làm lớp bao phủ chống thấm khí O2 của màng ghép nhiều lớp. Tính chất:  EVOH cĩ khoảng nhiệt tồn tại rộng hơn so với PVDC (-17 - 150 oC)  Tỉ trọng 1,2 thấp hơn PVDC, do đĩ diện tích màng lớn hơn so với khi sử dụng cùng 1 lượng PVDC.  EVOH được đặt vào bên trong của màng nhiều lớp để duy trì độ ẩm của V thấp nhằm sử dụng hiệu quả tính chống thấm khí O2 của EVOH. Ứng dụng:  EVOH được dùng trong thực phẩm vì tính bền cơ học cao, trong suốt, mềm dẻo, chống thấm khí, mùi hương tốt. Chi phí sử dụng EVOH cao hơn OPP nhưng EVOH khơng hấp thu những mùi hương của mơi trường.  EVOH cĩ tính chống thấm khí nhạy cảm với độ ẩm mơi trường, phải được dùng trong bao bì thực phẩm màng ghép 3 lớp chống thấm khí hương. II.6 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. BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 34 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. BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 35  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. II.7 TÚI LƯỚI PA (Polyamide): Dây chuyền sản xuất túi lưới *Ưu điểm của túi lưới: - Mềm dẻo, bền chắc. - Đẹp, tiện dụng và cĩ thể tái sử dụng. - Phù hợp với bao gĩi thủ cơng và tự động. - Màu sắc đa dạng BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 36 - Nhiều kiểu mắt lưới khác nhau (Rhombus, Minimesh, L-Z, KARO) - Khối lượng bao gĩi dao động trong khoảng rộng. MINIMESH L-Z KARO RHOMBUS * Nhược điểm - Khơng cứng vững. - Khơng thể in nhãn trực tiếp. - Khơng chống va chạm cơ học. - Khơng cĩ khả năng bảo quản… BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 37 Dùng túi lưới cĩ mắt lưới nhỏ giúp tăng độ vững chắc áp dụng bao gĩi các khối lượng lớn. II.8 KHAY, HỘP KẾT HỘP MÀNG PLASTIC: Các loại khay plastic cĩ ngăn nhỏ giúp bảo vệ trái cây khỏi các va chạm cơ học giữa các trái trong cùng bao gĩi và với bên ngồi. Khay plastic mang tính thẩm mỹ và tiện dụng cao. BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 38 - Rau quả tươi được chia thành các đơn vị nhỏ tiện lợi cho người tiêu dùng. - Đặc điểm của sản phẩm cịn hơ hấp hiếu khí. - Cĩ thể được chứa đựng trong bao bì LDPE cĩ thẩm thấu khí CO2 và O2, H2O theo sự chênh lệch áp suất. - Đựng trên khay bằng ESP và bọc lên phía trên bằng màng EVA hay PVC. - Cũng cĩ thể đựng khay PS và phủ màng LLDPE hay đựng trong hộp bằng PS, PET (bao PVC, khay EPS) (bao PVC, khay EPS) (hộp PET) BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 39 BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 40 BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 41 III.THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI: III.1 Thiết bị rĩt chai: - Thể tích chai: 500ml - Năng suất: 4000 – 5000 chai/giờ II.2 Thiết bị đĩng gĩi bánh snack: - Tốc độ đĩng gĩi: 40 - 65 gĩi/phút - Khối lượng: 50 grams/ gĩi - Kích thước: rộng: 50 mm - 100 mm dài: 40 mm - 150 mm BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 42 PHẦN V: BAO BÌ TETRA PAK I. ĐẶC ĐIỂM: Bao bì tetrapak là loại bao bì màng ghép rất nhẹ nhằm mục đích vơ trùng, đảm bảo chất lượng tươi, nguyên cho sản phẩm giàu dinh dưỡng và vitamin từ nguồn nguyên liệu. Bao bì nhẹ cĩ tính bảo vệ mơi trường, tiện ích cho sử dụng, chuyên chở, phân phối và bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ thường với thời gian dài. Phương thức đĩng bao bì tetra pak 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 khơng quá cao như dạng sữa béo, sữa gầy, nước ép rau quả. Theo phương thức đĩng gĩi tetra pak, thức uống được tiệt trùng trước khi đĩng vào bao bì: bao bì tetra pak dạng phức hợp được tiệt trùng riêng bằng hơi H2O2 trước khi được rĩt dịch thành phẩm vào. Dịch lỏng được tiệt trùng bằng nhiệt độ cao, thời gian cực ngắn: t=1430C, thời gian 5- 6 giây, thời gian nâng nhiệt và hạ nhiệt độ tiệt trùng cũng xảy ra rất nhanh: 5- 6 phút. Bản chất của phương pháp này là tiệt trùng riêng lẻ thức uống dạng lỏng, sau đĩ rĩt định lượng dịch vào bao bì và hàn kín trong mơi trường vơ trùng. Sau khi đĩng bao bì, sản phẩm được giữ ở nhiệt độ thường trong thời gian khoảng 6 tháng vẫn đảm bảo chất lượng sản phẩm. Phương pháp đĩng bao bì tetra pak đi đơi cùng phương pháp tiệt trùng ở nhiệt độ cao, thời gian cực ngắn gọi là phương pháp UHT đảm bảo sản phẩm khơng bị đổi màu, mùi. Cấu trúc bao bì tetra pak:  Lớp 1: màng HDPE : chống thấm nước, bảo vệ lớp in bên trong bằng giấy và tránh bị trầy sước.  Lớp 2: giấy in ấn: trang trí và in nhãn.  Lớp 3: giấy carton: tạo hình dáng hộp, lớp này cĩ độ cứng và dai chịu đựng được những va chạm cơ học.  Lớp 4: màng PE: lớp keo kết dính giữa giấy carton và màng Al.  Lớp 5: màng Al: ngăn chặn ẩm, ánh sáng, khí và hơi.  Lớp 6: Ionomer: lớp keo kết dính giữa màng nhơm và màng PE trong cùng.  Lớp 7: PE: cho phép bao bì dễ hàn và tạo lớp trơ tiếp xúc với sản phẩm bên trong. BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 43 Lớp kết dính giữa lớp Al và giấy carton, được cấu tạo bởi vật liệu PE đồng trùng hợp, lớp này cũng là lớp chống thấm phụ trợ cho lớp PE trong cùng và lớp màng nhơm mỏng, màng nhơm chống thấm khí, hơi và hơi nước tốt. II.ỨNG DỤNG: Áp dụng cho những loại thức uống dạng lỏng, đồng nhất hoặc huyền phù, nhũ tương với kích thước hạt rất nhỏ, độ nhớt khơng quá cao như nước ép rau quả. BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 44 III.THIẾT BỊ: - Năng suất: 3000-4000 hộp/h - Loại: 0,2;0,5;0,7;1l BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 45 PHẦN VI: MAP – KỸ THUẬT ĐĨNG GĨI KHÍ QUYỂN ĐIỀU CHỈNH ỨNG DỤNG CHO ĐĨNG GĨI RAU QUẢ TƯƠI. I. GIỚI THIỆU: Những năm gần đây, thị trường sản phẩm rau quả tươi đã phát triển rất mạnh. Động lực của sự phát triển này là do nhu cầu của người tiêu dùng ngày càng tăng, họ muốn tiêu thụ sản phẩm tươi, bổ dưỡng và khơng cĩ các chất bảo quản. Tuy nhiên, sản phẩm rau quả tươi một mặt đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng nhưng mặt khác nĩ lại là một thách thức cho nhà sản xuất về vấn đề bảo quản tránh những hư hỏng do các phản ứng hĩa sinh và vi sinh vật. Điều này đã được khắc phục đáng kể bằng cách ứng dụng kỹ thuật MAP. Việc áp dụng kỹ thuật khí quyển điều chỉnh với nồng độ O2 cao trong việc bảo quản các sản phẩm rau quả tươi bán lẻ cĩ nhiều ưu điểm so với kỹ thuật đĩng gĩi truyền thống hay đĩng gĩi với hàm lượng oxi thấp. Kết quả nghiên cứu của hội đồng Châu Âu đã chỉ ra rằng việc sử dụng O2 với hàm lượng tương đối cao cĩ hiệu quả trong việc ức chế các enzyme gây biến màu nguyên liệu, ngăn cản quá trình lên men yếm khí, quá trình mất hơi nước và sự sinh trưởng của các vi khuẩn yếm khí hay hiếu khí. Đặc tính của MAP Kéo dài độ tươi lâu sản phẩm nhờ giảm sự hơ hấp và giảm tốc độ lão hố sản phẩm mà khơng hồn tồn cản trở quá trình hơ hấp hiếu khí. Khơng giống như kiểu đĩng gĩi sát khít vào sản phẩm và dễ bị xâm nhiễm bởi oxy và các chất bẩn, MAP cĩ khả năng kiểm sốt luồng khí lưu chuyển vào, ra bao bì, nĩ kéo dài đáng kể thời gian được bảo quản an tồn. MAP cĩ thể bao quản độ tươi sống của nhiều loại thực phẩm, cũng như tăng độ an tồn thực phẩm và tiện lợi hơn cho người tiêu dùng. Khơng phải tất cả các loại màng MAP đều được chế tạo với đặc tính giống nhau, tuỳ theo loại sản phẩm mà nĩ bao gĩi, MAP sẽ cĩ đặc tính thích hợp loại sản phẩm đĩ. Các loại rau quả khác nhau thì cĩ mức độ hơ hấp khác nhau. Do đĩ, khi chế tạo MAP, người ta phải nắm rõ mức độ hơ hấp của loại rau quả cần bảo quản.  Ưu điểm: - Kĩ thuật đĩng gĩi bằng MAP đơn giản, rẻ, dễ áp dụng BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 46 - Cĩ thể bao gĩi những sản phẩm lớn nhỏ khác nhau, áp dụng từ lúc vận chuyển, bảo quản và ngay cả lúc bày bán, và cĩ thể quảng cáo ngay cả trên bao bì.  Nhược điểm: - Cấu tạo của MAP khơng theo một cơng thức chung mà phải tuỳ thuộc vào từng loại rau quả, như vậy sẽ tốn cơng sức cho việc nghiên cứu đời sống của từng loại rau quả tươi. - Hiện nay phương pháp này cũng chỉ đang trong tiến trình nghiên cứu, chưa được ứng dụng rộng rãi trong cơng nghệ bảo quản rau quả. II. THIẾT LẬP SỰ CÂN BẰNG CỦA KHÍ QUYỂN ĐIỀU CHỈNH (EQUILIBRIUM MODIFIED ATMOSPHERE) Khơng giống một số sản phẩm đĩng gĩi khác, các thực phẩm rau trái tươi sau quá trình thu hoạch sẽ tiếp tục hơ hấp, vì vậy các quá trình bao gĩi theo sau phải đảm bảo cho quá trình hơ hấp của rau quả được tiếp tục. Việc bao gĩi rau quả trong các bao bì kín sẽ làm cho hàm lượng O2 bị giảm và hàm lượng CO2 tăng lên do quá trình hơ hấp. Việc hiệu chỉnh khí quyển trong bao gĩi nhằm mục đích giảm tốc độ hơ hấp của rau quả từ đĩ sẽ làm tăng thời gian bảo quản của thực phẩm. MAP cĩ thể được tạo thành một cách bị động trong các bao gĩi kín như là hệ quả của quá trình hơ hấp nếu khả năng thấm khí của bao gĩi phù hợp với tốc độ hơ hấp của thực phẩm. Tuy nhiên điều này rất ít gặp trong thực tế vì vậy người ta đã chủ động thay đổi khí quyển trong bao bì bằng hỗn hợp O2, N2 và CO2. Người ta đã bơm vào một hỗn hợp khí bao gồm 5-10% O2, 5- 10% CO2 và 80-90% N2 để ngăn cản quá trình hĩa nâu của các loại rau salad. Điều mấu chốt quyết định sự thành cơng của quá trình đĩng gĩi bao bì MAP là việc lựa chọn bao bì cĩ tính thấm phù hợp để cĩ thể tạo ra được một mơi trường cân bằng tối ưu cho quá trình bảo quản, thơng thưịng là khoảng 3-10% O2 và 3-10 CO2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình bao gĩi MAP là:  Tốc độ hơ hấp của thực phẩm (chịu ảnh hưởng của nhiệt độ, loại thực phẩm bao gĩi, kích thước, độ chín và mức độ xử lý)  Tính thấm của màng bao  Thể tích của bao gĩi  Diện tích bề mặt  Mức độ tiếp xúc với ánh nắng trực tiếp. BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 47 Vì vậy ta thấy việc hiệu chỉnh khí quyển cho phù hợp với từng loại sản phẩm là rất phức tạp. Cĩ rất nhiều trường hợp trong thực tế do sản phẩm được bao gĩi trong các màng bao cĩ tính thấm khơng phù hợp nên quá trình hơ hấp sẽ làm cho mơi trường bên trong bao bì biến thành mơi trường yếm khí (ví dụ 20% CO2). Để khắc phục người ta đã phát triển màng bao cĩ kích thước lỗ micro (microperforated film), cĩ tốc độ truyền oxi rất nhanh để đảm bảo mơi trường bên trong là hiếu khí (5–15% O2 và 5–15% CO2), được sử dụng cho các loại thực phẩm hơ hấp mạnh như bơng cải xanh (broccoli), cà rốt, nấm rơm và rau spinach. Tuy nhiên nhược điểm của màng bao này là khá đắt tiền, quá trình bay hơi nước xảy ra nhanh, dễ tổn thất các hợp chất hương và vi sinh vật cĩ thể xâm nhập vào trong bao bì khi gặp điều kiện thuận lợi như ẩm thấp … III. NGUYÊN TẮC - HIỆU QUẢ CỦA MAP CĨ HÀM LƯỢNG O2 CAO: Kết quả nghiên cứu cho thấy việc sử dụng MAP cĩ hàm lượng O2 cao đã cĩ thể khắc phục được các nhược điểm của việc sử dụng hàm lượng O2 thấp như cĩ hiệu quả trong việc ức chế các enzyme làm mất màu sản phẩm, ngăn cản quá trình lên men yếm khí và ức chế sự phát triển của vi sinh vật. Khả năng ức chế vi sinh vật do việc sử dụng O2 liều lượng cao cĩ thể được giải thích như sau: do O2 cĩ tính oxi hĩa mạnh nên cĩ khả năng tạo ra các gốc tự do tác dụng với các đại phân tử trong cơ thể vi sinh vật như protein, lipid … làm ảnh hưởng đến sự sinh trưỏng và phát triển của chúng. Đối với các vi sinh vật hiếu khí tuy chúng cĩ enzyme peroxidase và catalase để chuyển hố oxi nhưng khi nồng độ O2 và CO2 trong sản phẩm cao sẽ cĩ thể làm ức chế và giảm hoạt tính của chúng. BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 48 Ảnh hưởng của nồng độ oxi đối với sự sinh trưởng và phát triển của VSV. Cơ chế ức chế các phản ứng hĩa nâu do enzyme xúc tác: polyphenol oxidase (PPO) là enzyme xúc tác cho phản ứng hố nâu trên bề mặt rau quả sau khi cắt. PPO thúc đẩy quá trình oxi hĩa các hợp chất phenolic thành các hợp chất quinones khơng màu, sau đĩ các hợp chất quinone này sẽ được polyme hĩa để tạo thành các hợp chất cĩ màu melanin. Các nhà khoa học cho rằng nồng độ O2 hay Ar cao cĩ thể đĩng vai trị ức chế phản ứng trên hay là việc tạo ra các hợp chất quinone khơng màu với liều lượng cao cĩ thể gây ra sự ức chế ngược các phản ứng hĩa nâu. Phản ứng hĩa nâu rau quả Hiệu quả của MAP cĩ thể được tăng cường bằng cách sử dụng kết hợp với Argon (Ar) và nitrous oxid (N2O). Hai chất này được cho phép dùng ở EU nhưng ở Air Liquide S.A. (Paris, France) thì chỉ khuyến khích sử dụng Ar và hạn chế việc sử dụng N2O. So với N2, Ar ức chế hoạt động của enzyme, sự phát triển của vi sinh vật và các phản ứng phân hủy tốt hơn. Đặc biệt là một số nghiên cứu cho thấy Ar và N2O cĩ khả năng ức chế sự phát triển của nấm mốc, giảm tốc độ sinh khí ethylene và hạn chế tối đa các phản ứng phân hủy làm giảm giá trị cảm quan của thực BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 49 phẩm. Tuy Ar là một khí trơ nhưng nĩ vẫn cĩ thể ức chế vi sinh vật là do Ar cĩ khối lượng phân tử gần giống phân tử O2 và cĩ khả tăng tan tốt trong nước nếu so với N2 và O2. Vì thế Ar cĩ thể chiếm chỗ của oxi trong các trung tâm hoạt động của enzyme từ đĩ ức chế phản ứng hĩa nâu do enzyme xúc tác. Ngồi ra Ar và N2O rất nhạy cảm đối với vi sinh vật, cơ chế của quá trình ức chế chưa được hiểu rõ nhưng nhiều giả thiết cho rằng cĩ thể các chất này tác động lên màng membrane của tế bào vi sinh vật từ đĩ làm ảnh hưởng đến các quá trình trao đổi chất. IV. KỸ THUẬT BAO GĨI MAP: IV.1 Cách bảo quản rau quả bằng màng MAP Rau quả sau thu hoạch vẫn cịn thực hiện quá trình quang hợp hơ hấp. Lúc này, lượng CO2 xung quanh rau quả được tiêu thụ, trong khi đĩ lượng O2 được tạo ra nhiều, khi đĩ đường đựoc tổng hợp thúc đẩy quá trình chin quả, làm giảm tuổi thọ rau quả. Do vậy lượng O2 cần được hạn chế, lượng CO2 tăng lên. Tuy nhiên nếu lượng O2 giảm đi khá nhiều sẽ dẫn đến hơ hấp yếm khí làm lên men rượu cũng ảnh hưởng khơng tốt đến chất lượng của rau quả. Vì vậy, Bao bì MAP được thiết kế để ngăn cản cĩ chọn lọc, giúp điều chỉnh được mức độ lưu chuyển O2 và khống chế cĩ hiệu quả nồng độ O2 trong bao bì. Trước hết ta cần tìm hiểu phản ứng hố học và hệ số hơ hấp (hệ số hơ hấp là tỉ lệ CO2/O2 ) Hệ số hơ hấp cĩ thể lớn hơn, nhỏ hơn và bằng 1.. Thường hệ số hơ hấp cĩ chỉ số là 1 đối với nhiều loại thực phẩm bảo quản trong điều kiện đơng lạnh theo tiêu chuẩn thơng thường. Để làm chậm sự hơ hấp, nồng độ CO2 tăng lên cĩ thể ngăn sự phát triển vi sinh vật ở một số thực phẩm và lại cĩ tác dụng như thuốc trừ nấm ở một số thực phẩm khác. Cĩ một vài loại sản phẩm rất nhạy cảm với nồng độ CO2 cao, tuy vậy cần xác định mức tối ưu cho mỗi loại sản phẩm. Nhiệt độ là yếu tố quan trọng nhất, ảnh hưởng quyết định tới mức độ hơ hấp của sản phẩm. Ở nhiệt độ bình thường, các sản phẩm chĩng hỏng. Vì vậy nhiều sản phẩm được làm đơng lạnh IV.2 Hàm lượng tối ưu của các chất: Nồng độ các chất khí ngay sau quá trình hàn bao bì được khuyến cáo nằm trong khoảng 80- 95% O2 và 5-20% N2. Sau khi đĩng bao thì hàm lượng O2 trong đĩ sẽ giảm dần và N2 sẽ tăng dần. Để kéo dài thời gian bảo quản ta nên khống chế lượng O2 > 40% và CO2 trong khoảng 10- 25% trong suốt quá trình đơng lạnh. Điều này cĩ thể thực hiện bằng cách hạ nhiệt độ bảo quản, hạn chế các tổn thương trên bề mặt rau trái, giảm tỉ lệ thể tích bao bì và thể tích khí chiếm chỗ, sử BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 50 dụng màng bao cĩ khả năng giữ lại O2 nhưng cho CO2 thốt ra ngồi hay cĩ thể sử dụng các túi cĩ khả năng hút CO2 và sản sinh ra một lượng O2 tương ứng đặt trong bao bì. Để cĩ thể đảm bảo hàm lượng O2 > 40% và CO2 trong khoảng 10-25% trong suốt quá trình bảo quản, ta nên bơm vào trong bao bì ngay từ đầu một lượng O2 thật lớn. Nhìn chung thì ra khơng cần bơm CO2 vì CO2 sẽ được sinh ra trong quá trình hơ hấp. Tuy nhiên đối với các sản phẩm cĩ tốc độ hơ hấp thấp và bảo quản trong điều kiện khĩ sản sinh ra khí CO2 thì việc bổ sung 5-10% CO2 là cần thiết. Tỉ lệ tối ưu cho quá trình bảo quản là bơm vào trong bao bì một hỗn hợp khí gồm 80-85% O2 và 15-20% CO2 Thiết bị đĩng gĩi MAP cĩ hai dạng phụ thuộc vào hàm lượng O2 tối đa mà máy cĩ thể bơm vào trong sản phẩm trong quá trình bao gĩi: - Dạng cổ điển: cĩ hai loại là máy vertical form-fill-seal (VFFS) và horizontal form-fill- seal (HFFS) machines. Loại máy này khơng cĩ giai đoạn hút chân khơng nên hàm lượng tối đa cĩ thể đạt đưọc là 80% O2 - Dạng hiện đại: cĩ kết hợp hút chân khơng trước khi bơm khí vào, khi đĩ hàm lượng O2 tối đa cĩ thể đạt đưọc là 85-95% IV.3 Tỉ số giữa thể tích bao gĩi/thể tích trống trong bao bì: Để cĩ thể duy trì lượng O2 > 40% và CO2 trong khoảng từ 10-25% trong bao gĩi trong suốt quá trình bảo quản, ta cần phải giảm tỉ số giữa thể tích bao gĩi và thể tích trống trong bao bì bằng cách giảm khối lượng đĩng gĩi hay tăng thể tích trống. Giảm khối lượng rau quả bao gĩi sẽ cĩ tác dụng làm giảm mức độ hơ hấp tức là quá trình phân hủy O2 sẽ diễn ra chậm hơn. Tăng thể tích trống trong bao bì sẽ cĩ tác dụng làm tăng hàm lượng O2 được bơm vào trong bao bì. Tuy nhiên biện pháp này chỉ mang tính tương đối vì người tiêu dùng sẽ khơng chấp nhận mua một gĩi rau quả tươi MAP nếu khối lượng sản phẩm quá ít và thể tích khí trong đĩ quá nhiều. IV.4 Điều chỉnh nhiệt độ bảo quản: Nhiệt độ bảo quản cĩ ảnh hưởng rất lớn đến việc bảo quản sản phẩm. Nhiệt độ thích hợp cho quá trình bảo quản nên được duy trì dưới 8oC, lý tưởng nhất là trong khoảng từ 0-3oC vì nhiệt độ càng cao thì tốc độ hơ hấp của rau quả sẽ càng mạnh. Nghiên cứu đã cho thấy rằng khi duy trì nhiệt độ bảo quản trong khoảng 3-5oC thì cảm quan của sản phẩm khơng bị thay đổi đồng thời hàm lượng O2 chỉ giảm từ 70% xuống 50%, hàm lượng CO2 chỉ tăng đến 15% sau 10 ngày bảo BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 51 quản. Nhưng nếu nhiệt độ bảo quản được tăng lên khoảng 8oC thì cảm quan của sản phẩm bị thay đổi rất nhiều, hàm lượng O2 giảm từ 80% xuống đến 35-40% và lượng CO2 tăng lên đến 35-40% sau 10 ngày bảo quản. IV.5 Chất liệu bao bì: Để tìm loại màng cĩ cấu trúc thích hợp, cần xem xét các mục dưới đây: - Cĩ thể lựa chọn loại nhựa như plastome polyolefin, polyetylen, polypropylen, styren-butadien, etylen-vinyl axetat làm màng bọc bao gĩi. - Lựa chọn các cấu trúc màng: màng đơn, màng kép, màng nhiều lớp. - Độ dày màng, tổng độ dày, tỷ lệ giữa các loại lớp màng . - Phụ gia làm chất trơn, chống vĩn, chống mờ. - Điều kiện gia cơng màng, nhiệt độ đùn ép, chế độ xử lý sơ bộ. - Các polyme cĩ tính thấm oxy cao là chất dẻo nhiệt rắn plastome, (POP), copolyme etylen vinyl axetat (EVA) và nhựa polyetylen tỷ trọng cực thấp (U LDPE). POP cĩ khả năng là chất liệu tốt nhất để áp dụng cho MAP, tiếp đĩ là EVA, ULDPE và các loại polyme khác. Cĩ thể áp dụng ba loại cấu trúc màng khi sản xuất MAP với khối lượng lớn. Đĩ là các loại màng đơn, màng nhiều lớp, và màng kép. Màng đơn và màng nhiều lớp đều được sản xuất theo phương pháp đùn ép. Màng kép gồm 2 lớp màng tách biệt nhưng được ghép lại với nhau bằng keo dính hay cũng lại nhờ phương pháp đùn ép. Ba cấu trúc trên đều cĩ những ưu nhược điểm khác nhau và sẽ được lựa chọn tuỳ theo từng trường hợp cụ thể. Ngồi việc điều chỉnh khí quyển, người ta cịn bổ sung thêm một số khí để chống sự oxy hĩa và để chống vi sinh vật vào màng. IV.6 Một số ví dụ về màng MAP:  Màng OTR: Là một loại màng chất dẻo, cấu trúc cĩ độ thấm khí nhất định. Cấu trúc này cĩ khả năng làm giảm độ hơ hấp yếm khí, hạn chế nồng độ ơ-xy chứa trong bao. - OTR 2000: Loại bao cĩ độ thấm khí với mức thấm là 2000 ml ơ-xy trong 1 giờ/m2. - OTR 4000: BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 52 Cụ thể như trái thanh long, sau khi thu hoạch, bảo quản trong bao OTR kết hợp với nhiệt độ thấp (100C) cĩ thể kéo dài thời gian tồn trữ quả lên đến 49 ngày, tăng gấp ba lần so với quả khơng được bao gĩi được thí nghiệm trong cùng điều kiện Đối với loại đậu Hà Lan, nếu sử dụng bao OTR 4000 ở 100C, cĩ thể duy trì chất lượng của đậu trong 20 ngày.  Màng PE: Cĩ độ thấm khí kém nên để tăng cường chất lượng bảo quản rau quả, phải dùng kỹ thuật đục lỗ. PE 40 cĩ nghĩa là màng cĩ 40 lỗ với đường kính 0,1mm/lỗ. Nếu bảo quản trong bao PE, cũng ở 100C, cĩ thể tồn trữ quả lên đến 35 ngày, tăng hai lần so với quả khơng được bao gĩi. Trong số các loại màng PE ta cĩ các loại màng sau: HDPE, LDPE, LLDPE, PP….. Trong đĩ màng LDPE (dày 50m) và PP (dày 25m) được sử dụng nhiều hơn, tuy nhiên bao LDPE cho rau tươi hơn. Chú ý: Nếu kết hợp xử lý SO2 với nồng độ 5% trong thời gian 30 phút với việc sử dụng bao bì OTR 2000 hoặc PE ở nhiệt độ thấp (120C) sẽ kéo dài thời gian bảo quản lên 20 ngày, tăng thời gian bảo quản quả, cải thiện màu sắc và khơng gây tổn thương vỏ quả.  Màng MAP cải tiến: Màng cĩ thành phần chủ yếu (tham gia tạo màng): tinh bột của chuối, MC (metylxenlulose), gelatin và parafin; phụ gia giúp màng tan được trong nước, tính bám dính cao và cĩ khả năng giữ ẩm là TEA, PG, PVA127. Với các thành phần như thế, màng sau khi cĩ khả năng cơ đặc dưới dạng rắn (hình 1) và cĩ thể hịa tốt trong nước dưới dạng huyền phù để sử dụng (hình 2), khả năng khơ nhanh khi hình thành màng (t<10 phút) ở nhiệt độ mơi trường. IV.7 Kết quả việc sử dụng MAP để bảo quản rau quả tươi: BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 53 Vải được bảo quản bằng màng MA ở nhiệt độ lạnh thích hợp sau ba tuần (trái) và vải khơng được bảo quản bằng màng MA nhưng được giữ ở nhiệt độ lạnh thích hợp sau ba tuần (phải). Xồi được bảo quản bằng màng MA ở nhiệt độ lạnh thích hợp (phải) và xồi đối chứng (trái) Xồi được bảo quản bằng MAP và xồi đối chứng IV.8 Giới thiệu các quy trình và thiết bị bao gĩi: Hệ thống bao gĩi salad theo chiều dọc (vertical form-fill-seal (VFFS)) * Hệ thống hút chân khơng: BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 54 Hút chân khơng trong buồng Thiết bị hút chân khơng sử dụng ống hút khí * Các kiểu hệ thống đĩng gĩi: Đĩng gĩi khay chuyển động theo chiều ngang (horizontal form-fill-seal (HFFS)) BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 55 Thiết bị đĩng gĩi TFFS (thermoform-fill seal) Các sản phẩm đĩng gĩi sử dụng MAP: BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 56 BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 57 PHẦN VII: MÀNG BAO SINH HỌC I. KHÁI QUÁT VỀ MÀNG SINH HỌC: Màng bảo quản rau quả tươi là vật liệu bao quanh rau quả sau thu hoạch nhằm ngăn cản sự tiếp xúc giữa rau quả và các vi sinh vật phá huỷ, khí oxy, hạn chế một phần độ ẩm. Từ đĩ rau quả sẽ khơng bị dập úng, khơng bị phá huỷ bởi vi sinh vật hay các tác nhân khác từ mơi trường. Hiện nay người ta đã tạo ra rất nhiều loại màng bảo quản, nhưng chúng ta cần chọn lựa loại màng nào tối ưu nhất (rẻ tiền, dễ kiếm, khơng ơ nhiễm mơi trường,….) I.1 Tác dụng của màng bao: Màng bọc lên bề mặt vỏ trái cây sẽ cĩ tác dụng : - Kìm hãm quá trình hơ hấp . -Tạo dáng vẻ . - Ngăn ngừa nấm bệnh xâm nhập . - Làm giảm quá trình thốt hơi nước trên bề mặt vỏ trái cây (Guilbert & Biquet, 1989). Mục đích : làm cho đời sống của trái cây được kéo dài ra, do đĩ nĩ cĩ ý nghĩa về mặt bảo quản. I.2 Đặc tính của màng - Khơng độc, khơng mùi vị . - Điều khiển được tính thấm khí và khả năng ngăn ngừa sự thốt ẩm của rau quả đối với mơi trường xung quanh. - Cĩ tính đàn hồi, khĩ bị xé rách. I.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến việc lực chọn màng: Việc lựa chọn màng bảo quản được quyết định bởi các yếu tố ảnh hưởng đến thời hạn bảo quản: I.3.1. Nhiệt độ: Nhiệt độ là yếu tố của mơi trừơng cĩ ảnh hưởng quyết định nhất đến chất lượng và thời gian bảo quả rau quả. Khi nhiệt độ tăng làm gia tăng quá trình hơ hấp và gia tăng sự mất nước làm cho rau quả nhanh hư hỏng. Khi nhiệt độ thấp dưới điểm đĩng băng sẽ dẫn đến sự hủy hoại cấu trúc của tế bào. BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 58 Sự tăng giảm nhiệt độ đột ngột làm thay đổi cường độ hơ hấp đột ngột sẽ gây hiện tượng bệnh lý cho rau quả. Để kéo dài thời gian bảo quản cần chọn nhiệt độ thích hợp và duy trì ổn định ở nhiệt độ đĩ I.3.2. Độ ẩm của khơng khí: Độ ẩm ảnh hưởng lớn đến sự bốc hơi nước của rau quả, độ ẩm thấp làm gia tăng sự bốc hơi nước và khi độ ẩm khơng khí cao sẽ làm cho rau quả dễ bị úng thối. Khi bảo quản nên duy trì độ ẩm tối ưu nhằm tránh sự hư hỏng. I.3.3. Thành phần khí quyển: Thành phần khí quyển ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất. Khi gia tăng hàm lượng CO2 và giảm nồng độ khí O2 trong khí quyển cĩ tác dụng hạn chế sự hơ hấp của rau quả. II. MÀNG POLYMER SINH HỌC Trên cơ sở phương pháp sản xuất, các vật liệu polyme sinh học được chia thành ba nhĩm chính sau:  Polyme được tách trực tiếp từ các nguồn tự nhiên (chủ yếu là thực vật) ví dụ như các polysaccarit (tinh bột, cellulose) và protein (như casein, gluten của bột mì)  Polyme được sản xuất bằng phương pháp tổng hợp hĩa học từ monome. Ví dụ, vật liệu polylactat là một polyeste sinh học được polyme hĩa từ monome axit lactic. Các monome này được sản xuất nhờ phương pháp lên men các cacbon hyđrat tự nhiên.  Polyme được sản xuất nhờ vi sinh vật hoặc vi khuẩn cấy truyền gen. Vật liệu polyme sinh học điển hình nhất trong trường hợp này là polyhyđroxy - alkanoat; chủ yếu là polyhyđroxybutyrat (HB) và copolyme của HB và hyđroxy- valerat (tên thương mại là biopol). Cả ba loại polyme sinh học nĩi trên đều cĩ tiềm năng làm nguồn vật liệu cho bao bì trong tương lai gần và sẽ thay thế các loại bao bì vật liệu polyme hiện tại cĩ nguồn gốc dầu mỏ (như PE, PS). Nĩi chung các polyme sinh học nĩi trên đều cĩ hiệu quả cao và dễ chế biến thành màng mỏng bằng cơng nghệ gia cơng chất dẻo thơng thường (tuy cịn hơi đắt); cịn đối với polyme đi từ polysaccarit và protein, vấn đề hiệu quả càng rõ ràng hơn, đặc biệt là cellulose, nguồn polyme tự nhiên rất sẵn cĩ và rẻ. Các loại giấy bĩng kính (celophan) khá bền, nhạy cảm với độ ẩm được sản xuất từ cellulose là một loại vật liệu rất thích hợp làm bao bì. Để khắc phục tính nhạy cảm với độ ẩm của giấy bĩng kính, người ta thường phủ thêm bằng sáp nitrocellulose (NC - W) hoặc polyvinyliđen clorua (PVDC). Một số dẫn xuất của xenluloza hiện cũng sẵn cĩ trên thị trường là xenluloza axetat, etylcellulose, hyđroxy - etyl cellulose và hyđroxy - propyl cellulose và cellulose điaxetat. Tinh bột cũng là một BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 59 dạng polysaccarit được sử dụng rộng rãi, cĩ cấu trúc dạng hạt và là thành phần chính của ngũ cốc, khoai tây. Tinh bột chủ yếu là hỗn hợp của amyloza (một polyme mạch thẳng) và amylopectin (một polyme phân nhánh). Ngồi vai trị làm thực phẩm, chất kết dính, chất làm đặc v.v.... Gần đây tinh bơt đã được chú ý trong vai trị làm vật liệu bao bì. Chúng cĩ khả năng phân hủy sinh học cao, đồng thời lại cĩ giá rẻ. Tuy tính bền cơ kém hơn nhưng màng tinh bột cũng cĩ đặc điểm ngăn khí tốt, cĩ tính nhiệt dẻo. Trong thực tế, người ta cĩ thể bổ sung lượng lớn polyme tổng hợp như PVA hoặc polycaprolactam vào tinh bột để tạo ra loại màng cĩ độ trong phù hợp. Vật liệu này cĩ tính chất phân hủy sinh học khác hẳn loại màng tinh bột trộn PE trước đây (khi bị phân hủy vẫn để lại các hạt PE nhỏ). Tinh bột biến tính cũng là một dạng thay thế. Hiện nay trên thị trường đã cĩ một số vật liệu từ tinh bột biến tính. Cơng nghệ chế biến tinh bột thành vật liệu bao bì thực phẩm sẽ thuận lợi hơn so với cơng nghệ đi từ cellulose, trong khi chi phí lại thấp hơn đồng thời lại là vật liệu dễ bị phân hủy sinh học. Gần đây protein cũng được coi là chất liệu tạo màng dễ phân hủy. Protein rất hấp dẫn các nhà hĩa học polyme vì chúng cĩ nhiều chức năng hĩa học, sẵn cĩ trong tự nhiên và khá III. MỘT SỐ LOẠI MÀNG BAO SINH HỌC III.1 Màng chitosan: Chitosan là một loại polyme sinh học, được nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm vì cĩ những tác động tốt trên bệnh nhân ung thư. Hai nước nghiên cứu nhiều về Chitosan hiện nay là Trung Quốc và Nhật Bản. Ở Việt Nam, Chitosan được sản xuất từ vỏ tơm đã được sử dụng thay hàn the trong sản xuất bánh cuốn, bánh su sê... Mới đây nhất, các nhà khoa học thuộc Đại học Nơng Lâm TP HCM đã thành cơng trong việc tạo màng Chitosan làm vỏ bảo quản thực phẩm tươi sống, dễ hư hỏng như cá, thịt, rau quả... mà khơng làm mất màu, mùi vị của sản phẩm Cấu trúcphân tử của Chitosan BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 60 Nguồn gốc của chitosan: Chitosan là một dạng chitin đã bị khử axetyl, tên khoa học β-1,4-poly-D-glucosamin cơng thức phân tử (C6H11NO4). Trọng lượng phân tử trung bình 10000-50000 Dalton. Khơng giống chitin nĩ lại tan được trong dung dịch axit yếu. Chitin là polyme sinh học cĩ nhiều trong thiên nhiên chỉ đứng sau cellulose. Cấu trúc hĩa học của chitin gần giống với cellulose. Cả chitin và chitosan đều cĩ nhiều ứng dụng trong cơng nghiệp và cuộc sống, đặc biệt là trong chế biến và bảo quản thực phẩm. Chitin cĩ gốc từ chữ "chiton", tiếng Hy Lạp cĩ nghĩa là vỏ giáp. Chitin là thành phần cấu trúc chính trong vỏ (bộ xương ngồi) của các động vật khơng xương sống trong đĩ cĩ lồi giáp xác (tơm, cua), cĩ trong màng tế bào nấm thuộc họ Zygemycetes, sinh khối nấm mốc và vài lồi tảo. Khi chế biến những loại hải sản giáp xác, lượng chất thải (chứa chitin) chiếm tới 50% khối lượng đầu vào và con số này tính trên tồn thế giới là 5,ll triệu tấn/năm. Vì vậy việc chế biến màng bảo quản chitosan đã giải quyết phần nào lượng chất thải trên, tương lai cho thấy tiềm năng phát triển của loại màng này là rất cao Cấu trúc phân tử chitin. III.1.1 Đặc tính của chitosan: - Là polysacharide khơng độc hại, cĩ khối lượng phân tử lớn. - Là một chất rắn, xốp, nhẹ, hình vảy, cĩ thể xay nhỏ theo các kích cỡ khác nhau. - Chitosan cĩ màu trắng hay vàng nhạt, khơng mùi vị, khơng tan trong nước, dung dịch kiềm và axit đậm đặc nhưng tan trong axit lỗng (pH=6), tạo dung dịch keo trong, cĩ khả năng tạo màng tốt, nhiệt độ nĩng chảy 309 - 311oC. Ở dạng muối acetate, ascorbate, lactate, malate… thì cĩ thể tan trong nước. BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 61 - Cĩ tính acid yếu, pKa=6-6.8 - Tham gia phản ứng tạo phức với kim loại: Ni, Cu, Zn, Cd… III.1.2 Tác dụng của chitosan: - Phân huỷ sinh học dễ hơn chitin - Chitosan và các dẫn xuất của chúng đều cĩ tính kháng khuẩn, như ức chế hoạt động của một số loại vi khuẩn như E.Coli, diệt được một số loại nấm hại dâu tây, cà rốt, đậu và cĩ tác dụng tốt trong bảo quản các loại rau quả cĩ vỏ cứng bên ngồi. - Khi dùng màng chitosan, dễ dàng điều chỉnh độ ẩm, độ thống khơng khí cho thực phẩm (Nếu dùng bao gĩi bằng PE thì mức cung cấp oxy bị hạn chế, nước sẽ bị ngưng đọng tạo mơi trường cho nấm mốc phát triển) - Màng chitosan cũng khá dai, khĩ xé rách, cĩ độ bền tương đương với một số chất dẻo vẫn được dùng làm bao gĩi. - Màng chitosan làm chậm lại quá trình bị thâm của rau quả. Rau quả sau khi thu hoạch sẽ dần dần bị thâm, làm giảm chất lượng và giá trị. Rau quả bị thâm là do quá trình lên men tạo ra các sản phẩm polyme hĩa của oquinon. Nhờ bao gĩi bằng màng chitosan mà ức chế được hoạt tính oxy hĩa của các polyphenol, làm thành phần của anthocyanine, flavonoide và tổng lượng các hợp chất phenol ít biến đổi, giữ cho rau quả tươi lâu hơn. - Hạn chế quá trình chín - Hạn chế quá trình hơ hấp và thốt hơi nước - Đảm bảo cấu trúc và màu sắc sản phẩm III.1.3 Cách tạo màng bọc chitosan: - Chitosan được nghiền nhỏ bằng máy để gia tăng bề mặt tiếp xúc. - Pha dung dịch chitosan 2% trong dung dịch acid acetic 1,5%. - Sau đĩ bổ sung chất phụ gia PEG - EG 10% (tỷ lệ 1:1) vào và trộn đều, để yên một lúc để loại bọt khí. - Sau đĩ đem hỗn hợp thu được quét đều lên một ống inox đã được nung nĩng ở nhiệt độ 64-65oC (ống inox được nâng nhiệt bằng hơi nước). BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 62 - Để khơ màng trong vịng 35 phút rồi tách màng. - Lúc này người ta thu được một vỏ bĩng cĩ mầu vàng ngà, khơng mùi vị, đĩ là lớp màng chitosan cĩ những tính năng mới ưu việt. III.1.4 Ứng dụng của chitosan: - Trong thực tế người ta đã dùng màng chitosan để đựng và bảo quản các loại rau quả như táo, lê, bơ, tiêu, khoai tây, khoai lang, cà chua, đào, dưa chuột, đậu, quả kiwi v.v... - Ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như: y học, xử lý nước thải, cơng nghiệp nhuộm, giấy, mỹ phẩm, thực phẩm... III.1.5 Ưu điểm của màng chitosan: - Dễ phân huỷ sinh học. - Vỏ tơm phế liệu là nguồn nguyên liệu tự nhiên rất dồi dào, rẻ tiền, cĩ sẵn quanh năm, nên rất thuận tiện cho việc cung cấp chitin và chitosan. - Tận dụng phế thải trong chế biến thủy sản để bảo quản thực phẩm ở nước ta. Thành cơng này cịn gĩp phần rất lớn trong việc giải quyết tình trạng ơ nhiễm mơi trường do các chất thải từ vỏ tơm gây ra. III.2 Màng tinh bột: III.2.1 Nguyên tắc: Giống như các chất cao phân tử khác, tinh bột cĩ khả năng tạo màng tốt. Để tạo màng các phân tử tinh bột (Amiloza và Amilopectin) sẽ dàn phẳng ra, sắp xếp lại và tương tác trực tiếp với nhau bằng liên kết hydro và gián tiếp qua phân tử nước. Cĩ thể thu được màng từ dung dịch phân tán trong nước. Màng thu được từ thể phân tán trong nước thường dễ dàng tan ra trong nước. BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 63 III.2.2 Phương pháp tạo màng: Cho tinh bột phân tán trong nước đến một nồng độ nhất định khơng quá đặc hoặc khơng quá lỗng, hồ hố sơ bộ để tạo ra một độ nhớt nhất định. Khuấy thật kỹ. Rĩt dung dịch tinh bột thành lớp mỏng lên bề mặt kim loại phẳng và nhẵn được gia nhiệt thích hợp. Để màng khỏi bị dính lại sau khi khơ, cĩ thể phết một ít parafin để trơ hố bề mặt kim loại. Các giai đoạn hình thành màng : - Giai đoạn 1: từ bề mặt nước bốc hơi, nồng độ tinh bột tăng lên, các hạt tinh bột dịch gần nhau, hướng từ biên vào tâm dưới tác dụng của dịng mơi trường phân tán sắp xếp lại thành lớp đơn hạt đặc. - Giai đoạn 2: nước nằm giữa các hạt tiếp tục bốc hơi. Các hạt tiếp xúc nhiều hơn và bị biến dạng. Sức căng bề mặt lúc này cĩ vai trị rất lớn, cĩ khuynh hướng làm căng bề mặt của hệ thống. Mức độ biến dạng của các hạt phụ thuộc vào modun và độ nhớt của chúng. Cĩ thể thêm vào các chất hố dẻo để tạo màng cĩ độ đồng thể hơn. - Giai đoạn 3: khi tiếp xúc với nhau các hạt bắt đầu thể hiện lực cố kết. Các tính chất cơ lý của màng sẽ phụ thuộc vào các hiện tượng xảy ra trong giai đoạn này. Khi khơ thể tích của màng bị giảm, dẫn đến sự co ngĩt về chiều dày và xuất hiện ứng suất nội. Sự co ngĩt màng càng lớn khi nồng độ tinh bột càng nhỏ và sự hydrat hố càng cao. Do đĩ người ta thường thêm vào các chất pha lỗng để làm giảm sự hydrat hố và do đĩ giảm sự co ngĩt. Màng thu được từ dung dịch cĩ nồng độ thấp tốc độ bay hơi lớn, mạch phân tử tinh bột được định hướng một cách mạnh mẽ, thường cĩ độ bền cao nhưng ứng suất nội lớn. Khi làm khơ chậm, màng kém bền hơn tuy nhiên lại khơng cĩ ứng suất nội. Vì vậy tốc độ bốc hơi nước phải được điếu chỉnh hợp lý bằng cách thay đổi nhiệt độ, thay đổi tốc độ chuyển dịch và trao đổi khơng khí, thay đổi độ nhớt và nồng độ tinh bột trong dung dịch. Khi thay đổi các thơng số này ta sẽ thu được màng cĩ cấu trúc và tính chất khác nhau. Qúa trình bốc hơi nước từ màng xảy ra theo 5 giai đoạn sau: - Giai đoạn 1: nứơc nhiều nên sự bốc hơi nước xảy ra từ bề mặt tự do của chất lỏng. Áp suất hơi bão hồ là trở ngại duy nhất cho sự bốc hơi. - Giai đoạn 2: trên bề mặt màng tạo ra lớp thể gel nhớt , nước phải thắng trở lực của lớp này. BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 64 - Giai đoạn 3: hình thành cấu trúc. - Giai đoạn 4: bốc hơi của nước sonvat hố là nước liên kết vững hơn với tinh bột. Ngồi ra nước phải thắng trở lực của lớp màng đã tạo thành. - Giai đoạn 5: do kết quả của sự bốc hơi màng đã tạo ra. Để thu được màng tinh bột cĩ tính chất đàn hồi cao ngưới ta cĩ thể thêm các chất hố dẻo để chúng làm tăng khoảng cách giữa các phân tử, làm giảm lực Van der Waals do đĩ làm yếu lực cố kết nước và làm tăng động năng của các phân tử. Chất hĩa dẻo thường cùng bản chất hố học nhưng cĩ trọng lượng phân tử bé hơn . Vì vậy màng tinh bột thực phẩm người ta hay dùng glixerin làm chất hố dẻo. Cũng cĩ thể thu được màng tinh bột từ dung dịch tinh bột hồ tan trong kiềm sau đĩ tái sinh lại. Màng tinh bột trong suốt và đàn tính cao cũng cĩ thể thu được bằng phương pháp nhúng. Chuẩn bị dung dịch tinh bột cũng giống như phương pháp tráng trên bản kim loại ở trên. Dung dịch tinh bột phải cĩ độ nhớt thích hơp, để phủ kín đều bề mặt bản phim. Sau đĩ được gia nhiệt ở nhiệt độ thích hợp để làm chín tinh bột . Cũng cần lưu ý đơi khi màng thu được giịn, dễ bị rách là do khi tạo màng đã đồng thời xảy ra hai quá trình sau: -Sự giảm dần dần thể tích của chất tạo màng (tinh bột) do nước bị bốc hơi. -Sự hình thành dần dần và sự vững chắc hố cấu trúc cục bộ dẫn tới làm mất độ chảy và làm xuất hiện một độ bền nào đĩ ở trong màng cịn chưa được hồn chỉnh. Ta đều biết bề mặt kim loại cũng như bề mặt bản phim là những bề măt rắn khơng cĩ khả năng thay đổi kích thứơc chiều dài của mình, do đĩ trong màng sẽ phát sinh ra ứng suất nội. Nếu ứng suất này bé hơn độ bền của cấu trúc đã hình thành lúc đĩ, thì khi co ngĩt khơng làm rách màng. Nếu ứng suất này lớn hơn độ bền của cấu trúc màng lúc đĩ thì màng bị rách. Cĩ thể khắc phục các hiện tượng trên bằng cách tăng nhiệt độ tạo màng lên một ít để tăng chuyển động nhiệt của các hạt tinh bột do đĩ sẽ phá vỡ cấu trúc mới tạo ra. Hoặc bằng cách tăng sự tạo cấu trúc để màng vừa tạo thành bền và đàn hồi để khơng bị đứt khi co ngĩt (thường thêm chất hố dẻo). BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 65 III.3 Màng bacterial cellulose (BC): III.3.1 Quá trình hình thành màng cellulose từ Acetobacter xylinum: Sơ đồ quá trình tổng hợp Cellulose của Acetobacter xylinum Glu : glucose GHK : glucose hexokinase G6P : glucose 6 phosphat G1P : glucose 1 phosphat PGM : phosphoglucoemutase UGP : UDP glucose pyro-gluco 6 phosphat PGA : phosphogluconic acid PGI : phosphoglucose isomerase FHK : fructose hexokinas Frc : fructose F6P : fructose 6 phosphat 1PFK : fructose 1 phosphate kinas F1P : fructose 1 phosphate PTS : phosphotransfer system FDP : fructose 1,6 phosphate G6PD : glucose 6 phosphate dehydrogenase Trong mơi trường nuơi cấy Acetobacter xylinum thì các sợi nhỏ phát triển càng dài. Các tế bào Acetobacter xylinum khi sống trong mơi trường lỏng sẽ thực hiện quá trình trao đổi chất của mình bằng cách hấp thụ đường glucose, kết hợp đường với một acid béo để tạo thành tiền chất nằm ở màng tế bào. Tiền chất này tiết ra ngồi nhờ hệ thống lỗ nằm ở trên màng tế bào cùng với một enzyme cĩ thể polyme hố glucose thành cellulose. III.3.2 Màng Bacterrial Cellulose (BC): Là lớp màng đặc do vi khuẩn Acetobacter xylinum tạo nên trên bề mặt mơi trường cĩ bản BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 66 chất là hemicellulose. Hemicellulose là những polysaccharide khơng hồ tan vào nước nhưng hồ tan trong dung dịch kiềm tính. Acetobacter xylinum là vi khuẩn hiếu khí, gram âm, cĩ dạng hình que, kích thước khoảng 2µm thay đổi tuỳ lồi. Chúng cĩ thể di động hoặc khơng di động, khơng sinh bào tử. Vi khuẩn Acetobacter xylinum cho phản ứng catalase dương tính, cĩ khả năng oxy hố tiếp tục ethanol thành acid acetic, CO2 và H2O. Ngồi ra, vi khuẩn Acetobacter xylinum cịn cĩ thể chuyển hố glucose thành acid, glycerol thành dihydroxyaceton và tổng hợp cellulose… Về mặt cấu trúc Bacterial Cellulose cĩ cấu trúc dạng bĩ sợi đan xen lẫn nhau. Mỗi sợi rộng khoảng 100nm và dày 3-8nm. Đường kính của BC là nhỏ hơn so với tự nhi ên và sợi nhân tạo. Đặc tính cấu trúc của BC phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện nuơi cấy đặc trưng. Tuỳ thuộc vào yêu cầu ứng dụng mà ta chọn điều kiện nuơi cấy tĩnh hay động. III.4 Một số màng khác: III.4.1 Màng lipid Các sucrose ester của các acid béo là những sản phẩm khơng mùi, khơng màu, khơng độc hại. Khi tạo thành màng, nĩ cĩ khả năng hạn chế sự trao đổi khí giữa quả và mơi trường khơng khí bên ngồi, trì hỗn sự chín của quả. III.4.2 Màng polysaccharide Được làm từ tinh bột, cellulose,…Do đĩ nĩ cĩ độ bền cơ học tốt vì cĩ độ dãn nở cao, dễ kéo căng và cĩ khả năng ngăn cản sự hấp thu dầu mỡ, oxi rất tốt. III.4.3 Màng protein Cĩ nguồn gốc từ động vât và thực vật, loại màng này cĩ cấu trúc bền vững và cĩ khả năng ngăn cản khí rất tốt vì protein là một polymer của acid amin và protein cĩ khả năng tạo cấu trúc bậc ba, bậc bốn. Nhưng bên cạnh đĩ, protein cĩ nhược điểm là cĩ tính háo nước nên các tính chức năng bị ảnh hưởng bởi độ ẩm và là mơi trường thuận lợi cho vi sinh vật phát triển, ngoại trừ keratin. III.4.4 Màng sáp Màng được làm từ sáp ong hay paraffin, cĩ khả năng hạn chế các quá trình hydrate hĩa và tạo vẻ ngồi bĩng đẹp cho trái cây được bảo quản. BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 67 III.4.5 Màng ăn được Ở Mỹ ,các nhà ghiên cứu của Khoa Khoa học & Cơng nghệ thực phẩm, ĐH Bang Oregon đã phát triển một loại màng (film) ăn được từ các chất tự nhiên để bảo vệ thực phẩm. Nhìn bên ngồi, màng này giống như giấy gĩi bánh kem hay bánh mì xăng-uých, đủ mỏng để khơng ảnh hưởng đến kết cấu của thực phẩm mà nĩ bao bọc. Nĩ cĩ thể chứa các vitamin và các chất dinh dưỡng khác để làm tăng giá trị dinh dưỡng của sản phẩm thực phẩm. Nhĩm nghiên cứu đã kết hợp chitosan, một chất xơ tìm thấy trong vỏ của tơm và hysozome, là một protein của lịng trắng trứng để tạo màng bọc thực phẩm kháng khuẩn. Trong khi chitosan polymer tự nhiên ức chế sự phát triển của vi trùng gây thối rữa trong những quả mọng tươi và các thực phẩm khác. Hysozome cũng tốt như các sunfit hố học khác trong ngăn ngừa sự phát triển của vi sinh vật cĩ hại mà khơng làm thay đổi hương vị và chất lượng của sản phẩm. III.4.6 Màng protexan: Chất lỏng khơng mùi vị và khơng ảnh hưởng đến sức khoẻ Sau khi quả được nhúng vào dung dịch rồi để trải ra ngồi, dung dịch bốc hơi, tạo thành một màng mỏng bảo vệ quanh quả Màng này cĩ tác dụng giảm tổn thất khối lượng quả trong quá trình bảo quản, giảm cường độ hơ hấp, làm chậm chín nên kéo dài thời gian bảo quản, bảo vệ tốt mùi, chất dinh dưỡng, vitamin, vị. Dùng thay thế cho bảo quản lạnh. III.4.7 Màng Waxol (Sáp) Màng chống tác dụng của nấm, hạn chế sự hơ hấp sự chin, sự bốc hơi của quả Màng sáp thường gồm các chất tạo màng, chất diệt nấm và các chất phụ khác Ở Ấn Độ, người ta đã dùng cĩ kết quả các chất sáp sau đây để bảo quản: Bảng: Waxol 0-12 Chất Dung lượng Chất Dung lượng Sáp cây caebona 26g Nước sơi 2233ml Sáp mía 13g Nước lạnh 2000ml Acid oleic 5g Cánh kiến 500g Trietylamin 8g Natri octophenyl-phenal (SOPP) 10g BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 68 Bảng: Waxol 12 Chất Dung lượng Chất Dung lượng Sáp mía 40g Triethylamin 13-19g Sáp parafin 20g Nước nĩng 500g Sáp cây caebona 20g Nước nguội 225ml Acid oleic 7g SOPP 0.2 hỗn hợp Hỗn hợp này cĩ dạng nhũ tương, cĩ hàm lượng chất khơ là 12% khi dùng, cĩ thể pha lỗng với nước để cĩ độ khơ 4, 6, 8, 9% BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 1. Gudmund Skjak- Brack, Thorleif Anthonsen, Paul Standford, “Chitin & Chitosan”, 1989 2. Jongen - Fruit and vegetable processing improving quality - CRC Press, 2002, 400p. 3. Quách Đĩnh, Nguyễn Văn Tiếp, Nguyễn Văn Thoa, Công nghệ sau thu hooạch và chế biến rau quả -NXB KHKT, 1996 4. TS. Đống Thị Anh Đào, “Kỹ thuật bao bì thực phẩm”, Nhà Xuất bản Đại học Quốc Gia TP. HCM (2005)