Đề tài vật liệu bao bì thủy tinh và ứng dụng trong sản xuất bia

2 NOIDUNG 2.1 Tìm hiểu vật liệu sử dụng sản xuất bao bì thủy tỉnh 2.1.1 Giới thiệu về vật liệu thúy tỉnh Năm 1550 trước công nguyên, vật liệu thuỷ tỉnh được phát hiện, và những chai lọ

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THANH PHO HO CHi MINH

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM

INDUSTRIAL

J [= UNIVERSITY OF

HOCHIMINH CITY

MON: BAO GOI THUC PHAM

DE TAI: VAT LIEU BAO BI THUY TINH VA

UNG DUNG TRONG SAN XUAT BIA

Giang vién: TS Nguyén Huynh Dinh Thuan

THANH PHO HO CHi MINH, NAM 2023

MỤC LỤC

1 MỞ ĐẦU Ặ222S2 22221 22222222 errre 1

2 NOL DUNG occ cccccccecceescessnsesesesessresresseetaressessreraetiesstteeseratenenseses 1 2.1 Tìm hiểu vật liệu sử dụng sản xuất bao bì thủy tính 1 2.1.1 Gidi thidu vé vat lidu thy tinh ccs ren 1 2.1.2 Gidi thigu so loc vé bao bi thuy tinh 75c scscsczcz z2 4 2.1.3 Cac loai san pham dung bao bi thiy tinh 10

2.1.4 Quy trinh céng nghé san xuat bao bì thủy tính 12

2.1.5 Tiêu chuẩn của bao bì thủy tính - cee eeeeseeeeeeeeeee l6

2.2 Ứng dụng bao bì thủy tỉnh trong sản xuất bia 5 18

2.2.1 Quy trình sản xuất bia s T111 12112121 11x tt crrreg 18 2.2.2 Quy trinh chiét r6t Dia cece eeccsesecseeevseseesesseseseeseees 19

2.2.3 Ảnh hưởng của bao bì thủy tính trong san xuat bia 25

3 KẾTLUẬN 2222222 2222221 eree 26

4 _ TÀI LIỆU TRÍCH DẪN 5 2 2 E1 1121122121 ru 27

5 PHỤ LỤC Ặ222 22222 222 1e 28

5.1 Bảng phân công — đánh giá - 2 2222211132112 rk2 28

5.2 Biên bản làm việc nhóm ©2+2sSE S21 EE2E1221E2x22cEzreg 30

MỤC LỤC HÌNH

Hình 1: Quy trinh gia công thủy tỉnh (ĐTA Đào, 2005) 12

Hình 2: Quy trình sản xuất bao bì thủy tính theo phương pháp đùn thôi (Bourhis, 2007) 22222 c2 2221111112211111110221111111002111 1100211110211 xe 14 Hình 4: Quy trình sản xuất bia (Lê Văn Việt Mẫn et al., 2011) 18 Hình 5: Quy trình chiết rót bia (Hoàng Đình Hòa, 2002) .:¿ 19 Hinh 6: Ham say chai thủy tính tự động (Packagine Machinery Solutions, n.d.)

Hình 7: Nguyên tắc rót bia đẳng áp vào chai (Hoàng Đình Hòa, 2002) 22

Hình §: Nắp "miện" đóng chai bia (Đống Thị Anh Đảo, 2005) 23

Hình 9: Cấu tạo của may dan nhan (Elinger, Hans Michael, 2009) 25

MUC LUC BANG

Bảng 1: Thành phần hóa học của thủy tính (Đỗ Văn Chuong, 2010) 4 Bảng 2: Hàm lượng sắt cho phép trong các loại thủy tinh theo công dụng ( Đống Thị Anh Đảo, 2005) .Q LQ 121121111 10111 1110110111 1111 1111111111 11H01 11 HH tá ng 8

Bảng 3: Các chất nhuộm màu (Đồng Thị Anh Đào, 2005) 5¿ 9 Bảng 4: Yêu cầu kỹ thuật đối với bao bì, dụng cụ làm bằng thủy tỉnh (QCVN 12- 4:2015/BYTT) 5-21 2222112112211 2112112111211221221222222221212212 re 17

ÍÐ MỞ ĐẦU

Ngày nay, bao bì được sử dụng phô biến với mục đích chứa đựng các loại hàng hóa thực phẩm trong quá trình bảo quản, vận chuyền, phân phối và kiểm tra Bao bì có tác dụng bảo vệ chất lượng hàng hóa từ cuối khâu sản xuất, đến trao đổi thương mại

và cuối cùng là đến tay người tiêu dùng, mang lại trật tự, hiệu quả kinh tế và nâng cao tính bền vững của nguyên liệu Trong phạm vi bài tiểu luận nảy, nhóm thực hiện sẽ giới thiệu và phân tích vật liệu sử dụng trong sản xuất xuất bao bì thủy tính và ứng dụng trong sản xuất bia, cụ thể là: vật liệu cầu thành, sơ lược về bao bì thủy tình, các sản phâm sử dụng bao bì thủy tinh, quy trình sản xuất bao bì thủy tỉnh cũng như các tiêu chuẩn xoay quanh loại bao bì này; cuối cùng là phân tích các ảnh hưởng của bao

bì thủy tính đối với sản phẩm bía và quy trình sử dụng của bao bì thủy tỉnh trong ngành công nghiệp sản xuất bia

2 NOIDUNG

2.1 Tìm hiểu vật liệu sử dụng sản xuất bao bì thủy tỉnh

2.1.1 Giới thiệu về vật liệu thúy tỉnh

Năm 1550 trước công nguyên, vật liệu thuỷ tỉnh được phát hiện, và những chai lọ thuỷ tỉnh màu được chế tạo: đến năm 1200 sau công nguyên người ta còn dùng thuỷ tỉnh làm chất men phủ lên

bề mặt các sản phẩm gốm sứ; năm 1200 sau công nguyên, con người

ta đã khắc vẽ trên khuôn đúc để tạo ra vật dụng bằng thuỷ tỉnh có

hình ảnh (Đống Thị Anh Đào, 2008)

Đặc điểm của những chai lọ thế kỷ 17 và 18 là có cấu tạo đặc

trưng để phân biệt nhà sản xuất và các sản phẩm chứa bên trong, đồng thời giúp người sử dụng nhận biết những biến đổi bất thường của

thực phẩm thông qua lớp thủy tỉnh trong suốt; chính vì vậy điểm này là biện

1

pháp an toàn đầu tiên cho người sử dụng: chiếc máy đúc chai tự động đầu tiên bằng phương pháp ly tâm được sản xuất lần đầu tiên năm 1889 (Đống Thị Anh Đào, 2005)

Từ thế kỷ 18 bước sang thế kỷ 19, nên khoa học kỹ thuật thế giới tiến bộ và phổ biến nhanh nên giá thành sản phẩm thuỷ tinh đã

hạ xuống thấp; cũng trong thời kỳ này, xuất hiện yêu cầu sản xuất chai thuỷ tỉnh đựng rượu Whisky và các thức uống khác, đó chính là tác nhân đã đưa công nghệ sản xuất thủy tính đạt đỉnh cao (Đống Thị Anh Đào, 2005)

2.1.1.1 Đặc tính chung của thủy tinh

Bao bì thuỷ tỉnh đựng thực phẩm gồm những chai, lọ bằng thuỷ tinh silicat; trước đây, thuỷ tinh là từ gọi chung cho những oxit vô cơ dạng thuỷ tỉnh hay chính là cấu trúc vô định hình (Đống Thị Anh Đào, 2005) Vật chất vô cơ thường tồn tại dưới các dạng:

- Dạng khí gồm tập hợp các phần tử như O¿;, No, CO¿, H2, Ch,

F;, SO: , hoặc khí ion hoá plasma, hoặc dạng hơi như hơi HO: dạng lỏng như Br;, Hg (Đống Thị Anh Đào, 2008)

- Dạng rắn tỉnh thể: như các dạng muối kết tinh, có các hạt tinh

thể rời rạc, kích thước tuỳ vào điều kiện kết tỉnh (Đống Thị Anh Dao, 2005)

- Dạng rắn vô định hình: còn gọi là dạng thuỷ tỉnh có thể gặp ở

dạng hạt, dạng màng, gel, hoặc đóng rắn thành khối (Đống Thị Anh Đào, 2005) Trạng thái thuỷ tỉnh thường là trạng thái đặc trưng của các hợp chất vô cơ, được xem là trạng thái trung gian của dạng kết tinh va dang lỏng có đặc tính: trong suốt, cứng giòn ở nhiệt độ thường (Đống Thị Anh Đào, 2005)

Khi được gia nhiệt thì thuỷ tính mềm dân và trở nên linh động, chảy thành giọt hay thành dòng, độ nhớt càng giảm thấp khi nhiệt độ càng tăng; và độ nhớt sẽ tăng

dần đến cực đại và mắt tính linh động khi được đưa về nhiệt độ thường (Đống Thị Anh Dao, 2005) Thuy tinh có tính chuyén đôi 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 nấu chảy và làm

nguội nhiều lần theo cùng một chế độ (Đồng Thị Anh Đào, 2005)

Thuy tinh có tính đẳng hướng: xét theo mọi hướng thì cấu trúc thuy tinh déng nhất như nhau, do đó ứng suất theo mọi hướng xuất hiện trong khối thuỷ tỉnh xem như tương đương nhau (Đống Thị Anh Đảo, 2005)

2.1.1.2 Phân loại thuy tỉnh võ cơ

Thuy tinh đơn nguyên tử là thuỷ tỉnh chỉ tập hợp một loại nguyên tố hoá học, các nguyên tố này thuộc nhóm V, VI của bảng phân loại tuần hoàn; đây chính là dạng đóng rắn của S, P, Se, As (Đống Thị Anh Đào, 2005)

Thuỷ tỉnh oxyt là dạng tập hợp các phân tử oxyt axit, hay oxyt bazơ cùng loại hay nhiều loại tồn tại ở nhiệt độ thường như B;SOÒ¿, SiO2., Ge,O (oxyt germanium), P2Os, (D6ng Thi Anh Dao, 2005) Goi

tên thuỷ tỉnh theo lớp rồi đến nhóm; lớp là các oxyt có tỷ lệ thành phần cao và khá cao tạo nên thành phần chính của thuỷ tinh, trong

đó thành phần oxyt cơ bản chiếm tỷ lệ cao nhất tạo nên thuỷ tinh, được gọi theo tên muối và đặt ở cuối còn các oxyt khác được viết tận cùng bằng “o” (âm đọc là ô) và xếp theo chiều tăng nồng độ, ví dụ: boroalumino silicat (Đống Thị Anh Đào, 2005) Các oxyt kim loại phụ được thêm vào ở lượng rất nhỏ so với các oxyt nguyên liệu chính thì được xếp vào nhóm; được gọi tên theo các nguyên tố kim

loại của các oxyt này, và được sắp xếp theo thứ tự hoá trị tăng dần

(Đống Thị Anh Đào, 2005)

Thuỷ tỉnh silicat là một loại thuỷ tỉnh oxyt rất phổ biến, chính là

vật liệu làm chai lọ chứa đựng thực phẩm như các:

- Chai nước giải khát có gas, bia, rược, nước quả ép;

- Lọ đựng rau quả, dầm dấm , ví dụ: boroalumino silicat, natri, kali, canxi (Đống Thị Anh Đào, 2005)

2.1.2 Giới thiệu sơ lược về bao bì thúy tinh

2.1.2.1 Nguyên liệu và phối liệu trong sản xuất thủy tình bao bì trong công nghiệp

màu, làm đục thuỷ tỉnh hoặc rút ngắn quá trình nấu (Đống Thị Anh Dao, 2005)

Trong thực tế người ta hay dùng các nguyên liệu như cát, đá vôi, tràng thạch đôlômi, sođa, sunfat, borat hoặc các oxit tính

khiết, hoặc phế liệu thuỷ tinh để nấu thuỷ tinh silicat dùng trong

công nghiệp thực phẩm (Đống Thị Anh Đào, 2005)

a Nguyễn liệu chính

SiO,

Là thành phần chính của đa số thuỷ tỉnh công nghiệp; phân tử SiO; bị nấu chảy ở nhiệt độ cao sẽ chuyển thành SiO¿, có cấu tạo khối tứ diện đều mà trọng tâm là nguyên tử S, nối từ 4 nguyên tử O phân bố như đỉnh của khối tứ diện đều, tạo khung cơ bản cho thuỷ tinh (Đống Thị Anh Đào, 2005) Thuỷ tinh silicat bền cơ, nhiệt, hoá; thuỷ tỉnh silicat thuần khiết còn được gọi là thạch anh, rất quý va được nấu ở nhiệt độ rất cao; thạch anh bền nhiệt, bên hoá, tính chiết quang rất cao (Đống Thị Anh Đào, 2005) Thuỷ tỉnh công nghiệp có thành phần SiO; là 55 - 75% (Đống Thị Anh Đào, 2005) Nguồn

nguyên liệu chính là cát biển (SiO;) thô, trong cát có thể lẫn tạp chất

từ biển; ngoài SiO; còn có Al;O:, CaO, MgO, KạO, Na:O, là thành

phần cần được điều chỉnh trong thuỷ tỉnh công nghiệp; bên cạnh đó

có thể có những oxyt nhuộm màu; các oxyt ảnh hưởng độ chiết quang của thuỷ tinh như: Fe;Os, MnO;, TiO2, Cr2Os, V20s (Dong Thi Anh Đào, 2005)

Yêu cầu cát nấu thuỷ tỉnh có hàm lượng SiO; cao và hàm lượng tạp chất Fe;Oa rất nhỏ (Fe:O tạo thuỷ tỉnh màu vàng, FeO tạo cho

thuỷ tỉnh màu xanh lá cây) do đó hàm lượng oxyt sắt tổng trong

thuỷ tỉnh cho phép là 0,012 - 0,3% (Đống Thị Anh Đào, 2005) Yêu cầu hạt cát 0,1 - 0,8mm, nếu kích thước hạt từ 0,8 - 2mm trở lên thì

sẽ khó chế tạo thuỷ tỉnh đạt chất lượng cao do cát có trạng thái nóng chảy không đồng đều (chênh lệch về kích thước hạt trong cùng mẻ nấu

gây nên khuyết tật trong sản phẩm) (Đống Thị Anh Đào, 2005) Hạt cát nhỏ, mịn, đồng đều kích thước, tròn, trơn láng không có khía cạnh là nguyên liệu thích hợp để sản xuất thuỷ tỉnh chất lượng cao (Đống

Thị Anh Đào, 2005)

Oxyt kali (KạO)

KạO được cho vào thuỷ tỉnh từ nguồn KạCO;, tạo cho thuỷ tỉnh

vẻ bóng sáng bể mặt, nên K;O là phụ gia sản xuất thuỷ tinh cao cấp như pha lê, thuỷ tỉnh màu, thuỷ tỉnh quang học, thuỷ tỉnh dùng trong phân tích hoá học và thuỷ tỉnh kỹ thuật (Đống Thị Anh Đào, 2005)

Oxyt canxi (CaO)

CaO được cung cấp bởi nguồn đá vôi, đá phấn (có thể có chứa

oxyt sắt), CaO là một trong những thành phần cơ bản của thuỷ tỉnh CaO giúp cho quá trình nấu, khử bọt dễ và cải thiện độ bền hoá học của thủy tính (Đống Thị Anh Đào, 2005)

Oxyt bari (BaO)

BaO tạo cho thuỷ tỉnh vẻ sáng bóng, trọng lượng riêng tang

cao, do đó BaO là phụ gia để sản xuất thuỷ tỉnh quang học và rút

ngắn quá trình nấu (Đống Thị Anh Đào, 2005)

thuỷ tỉnh quang học, pha lê, thuỷ tỉnh bát đĩa cao cấp, ngọc thạch nhân tạo (Đống Thị Anh Đào, 2008)

Oxyt kém (ZnO)

ZnO làm giảm hệ số giãn nở nhiệt của thuỷ tỉnh, gây đục thuỷ tinh, tao tính bền nhiệt, bền hoá học cao và gây đục cho thuỷ tỉnh (Đống Thị Anh Đào, 2005)

Oxyt boric B20;

Oxyt boric được cung cấp từ nguồn:

- Axit boric H.BO3, borat (han the) Na2B,07.10H,0

- Quang asarit 2MgO.B203H20

Nếu cho B;O: thay thế Na;O thì hệ số dãn nở nhiệt giảm tạo nên

thuỷ tinh; bền nhiệt, bền hoá tăng lên, khử bọt tốt, rút ngắn quá

trình nấu; B;O; cần thiết cho sản xuất thuỷ tỉnh quang học, kỹ thuật

và một số thuỷ tỉnh đặc biệt (Đống Thị Anh Đào, 2005)

Nhôm oxyt Al:O;

Để sản xuất thuỷ tỉnh alumino silicat cao cấp thì loại thuỷ tỉnh alumino silicat và các thuỷ tỉnh khác có hàm lượng Al;Oa > 5%, từ nguồn các oxyt nhôm kỹ thuật hoặc hydroxyt nhôm; nhóm oxyt canxi này tạo ảnh hưởng đến thuỷ tỉnh tương tự khi dùng BạO, nhưng kéo dài thời gian nấu thuỷ tỉnh, khử bọt chậm, độ nhớt tăng, thuỷ tỉnh đóng rắn nhanh, nhưng tăng bền cơ, bền hoá học và bền nhiệt, do Al;O; tác động làm giảm hệ số giãn nở của thuỷ tỉnh (Đống Thị Anh Đào, 2005)

Oxyt natri (Na:O)

NazO có ảnh hưởng lớn trong sản xuất thuỷ tỉnh công nghiệp, hàm lượng Naz:O cao sẽ làm giảm tính bền nhiệt, bền cơ, bền hoá và

7

càng giảm tính dẫn điện của thuỷ tỉnh; bên cạnh đó, Na;O có tác

dụng hạ nhiệt độ nấu, do đó thuỷ tỉnh dễ bị bọt; Na:O được cung

cấp từ các muối Na;COa và Na;SO¿, ngoài ra nếu có oxyt photpho

(P;O;) thì các hợp chất như flour, antimon, thiếc có thể gây đục thuỷ tỉnh (Đống Thị Anh Đào, 2008)

GeO:

GeO; giúp tăng độ chiết quang cho thuỷ tỉnh, do đó được dùng phụ gia trong chế tạo thuỷ tỉnh cao cấp (Đống Thị Anh Đào, 2005) b Nguyên liệu phụ

Chất nhuộm màu thuỷ tỉnh gồm chất nhuộm màu phân tử hoặc

nhuộm màu khuếch tán; chất nhuộm màu phân tử sẽ không gây

thay đổi tính chất của thuỷ tỉnh, cho màu ổn định và trong suốt đối với tất cả các quá trình gia nhiệt sử dụng thuỷ tỉnh (Đống Thị Anh

Đào, 2005) Chất nhuộm màu dạng keo khuếch tán sẽ cho thuỷ tỉnh

có màu thay đổi theo sự gia nhiệt (sau quá trình chế tạo), thuỷ tỉnh

có màu đục cũng thay đổi tuỳ vào độ phân tán, kích thước hạt keo,

màu, chế độ gia công thuỷ tỉnh (Đống Thị Anh Đào, 2005)

Thuỷ tỉnh có thể được nhuộm màu bởi các phụ gia FeS, Fe:Oa

làm cho thuỷ tỉnh có màu từ vàng chuyển sang màu vàng hung (Đống Thị Anh Đào, 2005) Theo số liệu của Viện Hàn lâm Khoa học CHLB Nga, lượng oxyt sắt cho phép sử dụng trong các loại thuỷ tinh như sau:

Thuy tinh Ham os oxy sat

Thuy tinh quang hoc(pha 0.012

Bát đĩa cao cấp 0,025

Bảng 2: Hàm lượng sắt cho phép trong các loại thuy tỉnh theo công dụng (Đồng

Thi Anh Pao, 2005)

Cr (CmO3, K2Cr.07) Luc vang

Ni Không rõ ràng, tuỳ hàm lượng và thành phần thuỷ

tinh (cho màu khói, tím đỏ) Fe” Vàng, hung, Fe?” cho màu xanh lá cây

Bảng 3: Các chất nhuộm màu (Đồng Thị Anh Đào, 2003)

c Chất nhuộm màu dụng keo khuếch tán

Hợp chất selen: để nhuộm thủy tỉnh thành đỏ và hồng hàm

lượng Se khoảng 0,05 - 0,2%; hợp chất vàng (Au) có thể nhuộm

màu cho thuỷ tinh từ hồng đến đỏ để tạo ngọc có thể thêm hàm lượng thiếc 0,01 - 0,02%; hợp chất bạc (AgNO:) có thể nhuộm thuỷ tỉnh thành màu vàng; hợp chất đồng (Cu¿©) tạo ra màu đỏ cho thuỷ

tỉnh, nhưng trong môi trường có tính oxy hoá thì tạo màu xanh (Đống Thị Anh Đào, 2005)

Các chất oxy hoá, có tác dụng khử bọt:

- Chất oxy hoá: muối nitrat, các hợp chất asenic, MnO;, sẽ phóng thích O; trong quá trình nấu thuỷ tỉnh ở nhiệt độ cao 400 - 925°C (Đống Thị Anh Đào, 2005) Hỗn hợp chất oxy hoá thường

dùng như asenic As;O; (0,3%) và KNO: (1,0 - 1,5%) cũng là chất khử bọt cho quá trình nấu thuỷ tỉnh Các chất khử bọt khác có thể

dùng là: muối flourur và muối ammonium, bên cạnh đó CeO; phân

huỷ thành CeO và O; là chất chống sự biến màu, hay sự phai màu

của thuỷ tinh, rất hiệu quả (Đống Thị Anh Đào, 2005)

- Chất khử: caccbon (C) từ nguồn mạt cưa, than đá, muối natri, kali hoặc SnO, SnC]; thường được dùng để loại nguyên tố oxy từ các oxyt kim loại (Đống Thị Anh Đào, 2005)

Các chất rút ngắn quá trình nấu giúp rút ngắn 10 - 15% thời gian nấu thuỷ tỉnh khi thêm vào một lượng nhỏ các hợp chất flo,

muối sunfat, NaCl, BạO:, BaO, muối nitrat (Đống Thị Anh Đào, 2005)

2.1.3 Các loại sản phẩm dùng bao bì thủy tỉnh

Thuỷ tính trơ về mặt hóa học đối với tất cả các sản phẩm thực phẩm, cả thực phẩm lỏng và thực phẩm rắn, bao bì thuỷ tính còn có khả năng không thấm nước và kín khí, vì vậy nó giúp giữ cho thực phẩm và đồ uống luôn tươi ngon và bảo quản được các chất dinh đưỡng bên trong; ngoài ra, bao bì thuy tinh có lợi thế khác biệt so với các loại bao bì khác lả có thê cho người mua nhìn thấy sản phâm bên trong như là

trái cây và rau chế biến (Grayhurst, Girling, 2011) Thuý tính có tính ôn định

nhiệt, làm cho nó phủ hợp để rót nóng, tiệt trùng và thanh trùng (Grayhurst, Girling, 2011) Bao bì thuỷ tinh là loại tối ưu để lưu giữ hương vị; thuỷ tỉnh là vật liệu có độ tính khiết cao, không phản ứng và ít bị ăn mòn hoá học bởi môi trường axit

và môi trường kiềm, nên có thê được tái sử dụng vô hạn (Grayhurst, Girling, 2011) Với những tính chất có lợi như vậy, trên thị trường có nhiều loại thực

phẩm được đóng gói bằng bao bì thuỷ tỉnh như: cà phê hoà tan, gia vị,

thức ăn trẻ em đã qua chế biến, các sản phẩm từ sữa, mứt jam, trái cây chế biến, siro, rau, cá và các sản phâm thịt, mù tạt; ngoài ra, chai thuy tính được sử dụng rộng rãi cho bia, rượu vang, rượu mạnh, rượu mùi, nước ngọt và nước khoáng (Grayhurst, Girling, 2011)

Bao bì bằng thuỷ tỉnh dẫn nhiệt kém, khi nhiệt độ tăng giảm đột ngột sẽ gây vỡ, những mảnh vỡ có thể gây nguy hiểm cho người

10

tiêu dùng; khối lượng bao bì thuỷ tinh nặng, sẽ gây cản trở trong

quá trình vận chuyển; quá trình in nhãn khá khó khăn, không thể in trực tiếp lên bao bì mà phải dán nhãn dán lên (Grayhurst, Girling, 2011) Ánh sáng có thể xuyên qua bao bì ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm nhất là làm thay đổi màu của thực phẩm (Grayhurst,

Girling, 2011) Vì vậy, bao bì thuỷ tỉnh cần được cân nhắc sử dụng đúng loại

thực phâm (Grayhurst, Girling, 2011)

2.1.3.1 Thuy tinh silicat

Bao bi thuy tinh silicat cé nhitng dac diém như sau:

- Nguồn nguyên liệu tự nhiên phong phú (cát trắng ở bờ biển), tái sử dụng dễ dàng không gây ô nhiễm môi trường, nhưng phải có

chế độ rửa chai lọ đạt an toàn vệ sinh;

- Dẫn nhiệt rất kém; ít bị ăn mòn hoá học bởi môi trường kiềm

và axit (sự ăn mòn xảy ra rất chậm và tuỳ theo nồng độ) bao bì thuỷ

tinh khi chứa thực phẩm không bị ăn mòn bởi pH của thực phẩm mà

thường bị ăn mòn bởi môi trường kiềm, vệ sinh chai lọ để tái sử

dụng;

- Trong suốt, có thể bị vỡ do va chạm cơ học;

- Nặng, khối lượng bao bì có thể lớn hơn thực phẩm được chứa

đựng bên trong;

- Không thể in, ghi nhãn theo quy định nhà nước lên bao bì mà

chỉ có thể vẽ, sơn logo hay thương hiệu của công ty nhà máy hoặc

khi sản xuất chai, có thể được tạo dấu hiệu nổi trên thành chai và nếu cần chỉ tiết hơn thì phải dán nhãn giấy lên chai như trường hợp

sản phẩm rượu, bia, nước ngọt chứa đựng trong chai (Đống Thị Anh Dao, 2005).

2.1.4 Quy trình công nghệ sản xuất bao bì thủy tinh

2.1.4.1 Tong quan quy trình

hat tự loại và oxit

Taohinh ——» (làm bong » YU hoặc tôi

Hình 1: Quy tinh gia cong thiy tinh (PTA Dao, 2005)

2.1.4.2 Thuyét minh quy trinh

Nguyên liệu chính cho quy trình là cát có độ đồng đều cao theo yêu cầu sản xuất, hàm lượng SiO;› tùy theo yêu cầu của từng loại thủy tính; nếu nguyên liệu cát lẫn các loại oxit hoặc kim loại không mong muốn thì có thể gây khuyết tật, ảnh hưởng đến

chất lượng thủy tính (Đống Thị Anh Đào, 2005)

Cát được rửa bằng nước, đồng thời được chà xát đề tách rời những hạt cát dính vào nhau, công đoạn này loại được một số tạp chất hòa tan trong nước và lẫn trong

12

nguyên liệu (như muối NaC]) và một số tạp chất dạng huyền phù khác (Đồng Thị Anh Dao, 2005)

b Phan loai theo kich thước hạt

Cát sau khi cha xát, rửa say khô, được đi qua hệ thống ray dé phan loai theo kich thước hạt, nhằm giúp quá trình nâu thủy tính được đễ dàng; do độ hạt đồng đều, thời

gian và nhiệt độ nâu giữa các mẻ không bị đao động nhiều (Đống Thị Anh Đào, 2005)

c Phan ly dién từ

Nguyên liệu cát có thể chứa các sắt kim loại, oxit sắt (Fe, FeO, Fe;O:, hoặc FeS) với liều lượng cao hơn giới hạn cho phép trong sản xuất thủy tính sẽ ảnh hưởng xấu đến tính chiết quang, cũng như tạo màu không mong muốn cho thủy tinh Do đó, oxit sắt được loại đi bằng phương pháp điện từ (Đống Thị Anh Đào, 2005)

d Nấu thủy tỉnh

Giai đoạn nâu ảnh hưởng lớn đến chất lượng của thủy tính, khối nguyên liệu

được gia nhiệt đến 1100 — 1400°C để nấu chảy tạo thủy tính, tùy theo thành phần

nguyên liệu Nếu thành phần nguyên liệu có kim loại Na cao thì sẽ làm giảm nhiệt độ

nóng chảy của khối nguyên liệu (Đống Thị Anh Đảo, 2005)

Đây chính là quá trình nóng chảy của SiO¿, tạo cấu trúc đồng nhất giữa oxit silic

và các km loại kiềm, kiềm thổ hoặc kim loại lưỡng tính có mặt trong khối nguyên

liệu (Đống Thị Anh Đào, 2005) Trong quá trình nau xảy ra sự tạo liên kết mới, sắp xếp lại cầu trúc, SiO; chuyên thanh Si0,, co dạng khối tứ điện đều, nguyên tử S1 nằm

tại tâm và nguyên tử oxy phân bố ở bốn đỉnh của khối tứ diện (Đống Thị Anh Đảo,

2005)

Trong quá trình nấu thủy tinh, có sự tham gia của nguyên tố carbon để khử oxy

từ các oxit kim loại, tạo khí CO, CO; và thoát ra khỏi khối thủy tính (Đống Thị Anh

Dao, 2005) Nếu nhiệt độ nấu thủy tĩnh được hạ thấp do thêm một số phụ gia hoặc hàm lượng Na cao khiến thời gian nâu thủy tính diễn ra ngắn, tiêu hao năng lượng

thấp nhưng quá trình khử bọt (thoát khí CO và CO;) xảy ra không triệt đề, tạo bọt khí

trong khối thủy tính, sây ra khuyết tật cho thành phâm (Đống Thị Anh Đào, 2005)

Ngoài ra nhiệt độ nấu thủy tinh thấp cũng như thời gian nấu ngắn đều là nguyên nhân làm cho một số oxit kim loại không thế nóng chảy hoàn toàn, không tạo được cấu trúc đồng nhất, do đó gay khuyét tat dang thuy tinh hoac khuyét tat dang tinh thé

cho san pham (Déng Thi Anh Dao, 2005)

e Tạo hình thuy tỉnh

Hình 2: Quy trình sản xuất bao bì thủy tỉnh theo phương pháp đừn thoi

(Bourhis, 2007)

Thủy tỉnh được tạo hình bằng phương pháp đùn thối hoặc ly tâm thôi với áp lực

cao (Đống Thị Anh Đào, 2005) Thủy tính nóng chảy ở nhiệt độ từ lò nấu được tạo hình sơ bộ trong khuôn thứ nhất khi dòng khí nén từ phía dưới khuôn thôi nén khối

thủy tính thành phôi thủy tính có hình dạng sơ bộ; Sau đó, phôi nóng được chuyên sang khuôn thứ hai và tiếp tục đùng áp lực của dòng khí nén hoặc lực ly tâm dé phan

bố lại phôi thủy tinh tạo thành sản phâm chai lọ có hình dạng theo yêu cầu, sản phân được tách khuông để nguội và chuyên sang công đoạn khác (Đống Thị Anh Đảo, 2005)

Phương pháp đùn thôi (hình 2) được thực hiện trên cùng nguyên tắc với phương pháp ly tâm thôi với áp lực cao; tuy nhiên, ở công đoạn tạo phôi, khối thủy tỉnh nóng chảy thay vì được tạo hình sơ bộ bằng khí nén thì được tạo hình với khuông và đầu nhân (công đoạn 1 và 2, hình 2), các công đoạn sau đó được thực hiện tương tự phương pháp ly tâm thôi với áp lực cao.