Tìm Hiểu Bao Bì Ghép Nhiều Lớp

Vậy bao bì màng nhiều lớp là gì, cách tạo ra chúng ra sao, chúng có những tính chất gì đặc biệt ? Tất cả những điều này sẽ được giải đáp phần nào trong bài báo cáo sau đây. Dù đã hết sức cố gắng, nhưng do lượng kiến thức còn hạn chế, thời gian lại có hạn nên không thể tránh khỏi sai sót. Mong giảng viên và các bạn đóng góp ý kiến để bài báo cáo được hoàn thành tốt hơn.

GVHD: Đỗ Vĩnh Long Học phần: Công nghệ bao bì

Nhóm: 11

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 4

PHẦN 1: SƠ LƯỢC VỀ BAO BÌ THỰC PHẨM 5

1 Định nghĩa về bao bì 5

2 Chức năng của bao bì 5

3 Phân loại 5

3.1 Phân loại bao bì theo loại thực phẩm 5

3.2 Phân loại theo tính năng kỹ thuật của bao bì 5

3.3 Phân loại vật liệu chế tạo bao bì thực phẩm: 5

PHẦN 2: BAO BÌ NHIỀU LỚP 6

1 Định nghĩa 6

2 Đặc tính và cấu trúc 6

2.1 Phối hợp vật liệu và những lớp kết dính trung gian 6

2.2 Cấu trúc 7

3 Tính chất và ứng dụng 8

4 Phương pháp chế tạo 8

4.1 Giới thiệu chung các phương pháp ghép màng 8

4.2 Phương pháp ghép khô 9

4.3 Phương pháp ghép ướt 10

PHẦN 3: BAO BÌ TETRAPAK 12

1 Khái niệm bao bì Tetrapak 12

2 Mục tiêu – đặc điểm của phương pháp Tet apak 12

2.1 Đặc diểm 12

2.2 Mục tiêu 12

3 Cấu trúc bao bì Tetrapak 13

3.1 Lớp 1: Màng HDPE 13

3.2 Lớp 2: Giấy in ấn 14

3.3 Lớp 3: Giấy Cartong 15

3.4 Lớp 4: Màng PE 15

3.5 Lớp 5: Màng nhôm 18

3.6 Lớp 6: Ionomer 19

3.7 Lớp 7: LDPE 20

4 Cách đóng bao bì Tet apak 25

5 Ưu – Nhược điểm bao bì Tetrapark 25

5.1 Ưu diểm 25

5.2 Nhược điểm 26

6 Ứng dụng của bao bì Tetrapak 26

KẾT LUẬN 28

TÀI LIỆU THAM KHẢO 29

MỞ ĐẦU

Bao bì nói chung và bao bì thực phẩm nói iêng đã được con người biết đến và sử dụng từ lâu đời Tùy thuộc vào từng giai đoạn phát triển mà các hình thức và mẫu mã bao

bì cũng khác nhau Ban đầu, con người tận dụng những vật liệu từ thiên nhiên như lá cây,

vỏ cây để làm dụng cụ chứa đựng thực phẩm Do vậy, mà bao bì trong thời kỳ này còn mang tính sơ khai và chưa thể hiện hết đầy đủ các chức năng của nó Sau đó, nhờ sự phát triển của các ngành như: công nghiệp gốm, sứ; thủy tinh; công nghiệp luyện kim; công nghiệp giấy; công nghiệp chất dẻo mà ngành công nghiệp bao bì thực phẩm cũng có những bước phát triển vượt bậc Chức năng của bao bì thực phẩm cũng nhờ đó mà mở rộng và hoàn thiện hơn Tuy nhiên, đứng t ước nhu cầu gia tăng thời gian lưu t ữ thực phẩm đòi hỏi các nhà sản xuất phải chế tạo ra một loại bao bì mới Bao bì màng nhiều lớp

a đời đã phần nào giải quyết được yêu cầu đó Không những vậy nó còn tạo a bước đột phá quan trọng cho ngành công nghiệp thực phẩm nhờ vào những tính chất đặc biệt vượt trội so với các loại bao bì khác

Vậy bao bì màng nhiều lớp là gì, cách tạo ra chúng ra sao, chúng có những tính chất gì đặc biệt ? Tất cả những điều này sẽ được giải đáp phần nào trong bài báo cáo sau đây Dù đã hết sức cố gắng, nhưng do lượng kiến thức còn hạn chế, thời gian lại có hạn nên không thể tránh khỏi sai sót Mong giảng viên và các bạn đóng góp ý kiến để bài báo cáo được hoàn thành tốt hơn

PHẦN 1: SƠ LƯỢC VỀ BAO BÌ THỰC PHẨM

1 Định nghĩa về bao bì

Bao bì là vật chứa đựng, bao bọc thực phẩm thành đơn vị để bán Bao bì có thể bao bọc, có thể phủ kín hoàn toàn hay chỉ bao bọc một phần sản phẩm

2 Chức năng của bao bì

 Đảm bảo số lượng và chất lượng thực phẩm

 Thông tin, giới thiệu sản phẩm, thu hút người tiêu dùng

 Thuận tiện trong phân phối, lưu kho, quản lý và tiêu dùng

3 Phân loại

3.1 Phân loại bao bì theo loại thực phẩm

Sản phẩm thực phẩm thì vô cùng đa dạng về chủng loại Các loại thực phẩm khác nhau thì khác nhau về đặc tính dinh dưỡng, cấu trúc, mùi vị, độ ẩm, hàm lượng axit bao

bì cũng khác nhau về cấu t úc, đặc tính vật liệu

3.2 Phân loại theo tính năng kỹ thuật của bao bì

 Bao bì vô trùng, chịu được quá trình tiệt trùng nhiệt độ cao

 Bao bì chịu áp lực hoặc được rút chân không

 Bao bì chịu nhiệt độ thấp

 Bao bì có độ cứng vững hoặc có tính mềm dẻo

 Bao bì chống ánh sáng hoặc bao bì trong suốt

 Bao bì chống côn trùng

3.3 Phân loại vật liệu chế tạo bao bì thực phẩm:

 Bao bì giấy

 Bao bì thủy tinh

 Bao bì kim loại

 Bao bì nhựa

ẩm, độ cứng, tính chất in tốt, tính năng chế tạo dễ dàng, tính hàn tốt… như yêu cầu đã đặt

Về mặt kỹ thuật vật liệu ghép được ứng dụng thường xuyên, chúng đạt được các yêu cầu kỹ thuật, các yêu cầu về tính kinh tế, tính tiện dụng thích hợp cho từng loại bao bì, giữ gìn chất lượng sản phẩm bên trong bao bì, giá thành rẻ, vô hại …

2 Đặc tính và cấu trúc

2.1 Phối hợp vật liệu và những lớp kết dính trung gian

Theo lý thuyết thì có thể phối hợp mọi loại vật liệu nhựa với nhau trong mọi cấu trúc, nhưng thực tế có nhiều loại nhựa không thể kết dính với nhau và vì thế cần một lớp kết dính trung gian giữa hai lớp này

Chỉ vài loại nhựa trong 20 loại vật liệu có thể kết dính với nhau khi nâng nhiệt độ lên cao mà không cần lớp kết dính trung gian Những loại này có cấu trúc hóa học cơ bản giống nhau

Việc phát triển loại vật liệu t ung gian bám dính đóng vai t ò quan t ọng trong công nghệ chế tạo màng nhiều lớp Các loại nhựa bám dính được yêu cầu tạo mối nối tốt ở cả nhiệt độ thường và nhiệt độ cao, ( ví dụ: bao bì sản phẩm phải chịu nhiệt độ cao trong thanh trùng sản phẩm), phải được gia công ở nhiệt độ tương thích về độ nhớt đối với các vật liệu khác trong cấu trúc và nhiều công t ình còn đang nghiên cứu để đáp ứng được những yêu cầu này

 Các lớp liên kết: là những lớp keo nhiệt dẻo (ở dạng đùn) được sử dụng để kết hợp các loại vật liệu có bản chất khác nhau

 Các lớp cản: được sử dụng để có được những yêu cầu đặc biệt về khả năng cản khí và giữ mùi Vật liệu được sử dụng thường là PET (trong việc ghép màng), nylon, EVOH và PVDC

 Các lớp vật liệu hàn: thường dùng là LDPE và hỗn hợp LLDPE, EVA, inome ,…

Một số loại màng phức hợp:

 2 lớp: BOPP/PE; PET/PE; BOPP/PP; NY/PE

 3 lớp: BOPP(PET)/PET (M)/PE; BOPP(PET)/Al/PE;

 4 lớp: BOPP(PET)/PE/Al/PE; Giấy/PE/Al/PE;

 5 lớp: PET/PE/Al/PE/LLDPE

2 lớp 3 lớp 4 lớp

3 Tính chất và ứng dụng

Sản phẩm bao bì chứa đựng thực phẩm, mỹ phẩm hoặc dược phẩm yêu cầu phải kín hoàn toàn, đồng thời phải có độ bền, chống va đập, trong suốt, dễ in ấn và có thể thanh trùng, tiệt t ùng đảm bảo độ kín chống bất kỳ sự xâm nhập nào từ môi t ường ngoài vào môi t ường bên trong chứa đựng thực phẩm và cũng chống thấm bất kỳ thành phần nào từ thực phẩm

Thực tế không có loại vật liệu nào có thể đồng thời đáp ứng được tất cả các yêu cầu

đó, vì thế cần kết hợp nhiều loại vật liệu bổ sung ưu điểm Do đó, màng ghép nhiều lớp được chế tạo và hoàn toàn chiếm ưu thế trong ngành bao bì thực phẩm

nhằm mục đích bao bì có thể xé, mở dễ dàng, in ấn tốt, tạo độ bóng cao cho bề mặt bao bì

- Tráng lên một lớp màng vật liệu một lớp vật liệu khác ở dạng lỏng (nóng chảy) sau khi lớp vật liệu này nguội đi sẽ đông cứng lại hoặc nhiều màng được chế tạo trên những thiết bị riêng, ghép lại với nhau bằng phương pháp ép dán nhiệt

Có ba phương pháp t áng ghép màng cơ bản thường được ứng dụng trong sản xuất bao bì mềm, t ong đó mỗi phương pháp bao gồm các dạng riêng của chúng:

Ghép khô không dung môi

Công nghệ ghép màng không dung môi là công nghệ ghép màng tiên tiến nhất hiện nay t ong lĩnh vực ghép màng, các nhà sản xuất và biến đổi bao bì trên thế giới đang chuyên sang phương pháp ghép màng không dung môi này

Là phương pháp ghép bằng keo, như tên công nghệ đã chỉ ra, kỹ thuật ghép màng không dung môi không sử dụng tới các loại keo có gốc dung môi mà sử dụng loại keo 100% rắn Nhờ đó ta có thể giảm một cách đáng kể việc tiêu thụ năng lượng tiêu tốn cho các công đoạn sấy khô dung môi trong keo hoặc cho việc thổi và thông gió

Keo được sử dụng là loại keo 1 hoặc 2 thành phần, loại keo một thành phần được dùng chủ yếu để ghép với giấy

Để ghép bằng keo không dung môi, đòi hỏi phải có bộ phận t áng keo đặc biệt, bằng cách dùng trục tráng keo phẳng thay vì trục khắc, gồm các trục được gia nhiệt và các trục cao su

Sức căng bề mặt của màng phải được chú ý đặc biệt, để xử lý độ bám dính, vì độ bám dính ban đầu của keo rất yếu khi chưa khô Lớp keo được tráng vào khoảng từ: 0.8-1.5g/m2

Các ưu điểm của công nghệ ghép màng không dung môi như sau:

 Giảm được tiếng ồn do bởi không có hệ thống thông gió

 Không còn sót dung môi trong lớp màng đã ghép, do đó ất thích hợp cho việc dùng làm bao bì thực phẩm, dược phẩm

 Không gây ô nhiễm không khí

 Chi phí đầu tư thấp

 Không cần sấy qua nhiệt

 Không cần bảo vệ sự nổ gây ra dung môi

Keo sử dụng t ong phương pháp ghép này là dạng keo polimer nhân tạo gốc nước.Trong quá trình ghép keo ở trạng thái lỏng chúng sẽ thẩm thấu qua một lớp vật liệu

và bay hơi sau đó

PHẦN 3: BAO BÌ TETRAPAK

1 Khái niệm bao bì Tetrapak

Bao bì tetrapak là loại bao bì màng ghép rất nhẹ nhằm

mục đích vô t ùng, đảm bảo chất lượng tươi, nguyên cho sản

phẩm giàu dinh dưỡng và vitamin từ nguồn nguyên liệu Bao

bì nhẹ, bảo vệ môi t ường, tiện ích cho sử dụng, chuyên chở,

phân phối và bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ thường với thời

 Bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ thường trong thời gian dài

 Được tiệt trùng t ước khi rót dịch sản phẩm

 Phương pháp đóng gói Tet apak đi đôi cùng phương pháp UHT

2.2 Mục tiêu

Phương thức đóng bao bì tet apak được áp dụng cho những loại thức uống dạng lỏng, đồng nhất hoặc dạng huyền phù, nhũ tương với kích thước hạt rất nhỏ, độ nhớt không quá cao như sữa, nước ép rau quả

Theo phương thức đóng gói tet apak, thức uống được tiệt t ùng t ước khi đóng vào bao bì với vật liệu bao bì đã được tiệt t ùng và hàn kín t ong môi t ường vô trùng

Sau khi đóng bao bì, sản phẩm được giữ ở nhiệt độ thường trong khoảng thời gian khoảng 6 tháng vẫn đảm bảo chất lượng sản phẩm Sau khi mở bao bì sử dụng, phần thực phẩm còn thừa lại trong bao bì phải được bảo quản ở 4 – 100C

3 Cấu trúc bao bì Tetrapak

Bao bì Tetrapak có cấu tạo từ 7 lớp

và xúc tác thích hợp hay còn gọi là quá t ình Polime hoá Khí etylen được tạo ra từ quá trình craking dầu thô

HDPE (High Density Polyethylene) được cấu tạo bởi đa số các chuỗi polythylene thẳng được sắp xếp song song, mạch thẳng của monomer có nhánh rất ngắn và số nhánh không nhiều

Tính chất

 HDPE có tính vững cao, trong suốt nhưng có mức mờ đục cao hơn LDPE, độ

làm bao bì chứa thực phẩm áp dụng chề độ thanh trùng pastuer, hay làm bao bì đông lạnh như thuỷ sản: tmin = 460C, thàn = 1400C - 1800C

 Ngoài tính vững cứng cao, HDPE có độ bền cơ học cao, sức bền kéo, sức bền

va chạm, sức bền xé đều cáo hơn LDPE và LLDPE Nhưng vẫn bị kéo dãn, gây phá vỡ cấu trức polyme dưới tác dụng của lực hoặc tải trọng cao

- Tính chống thấm nước, hơi nước cao

- Tính chống chất béo (tốt hơn LDPE và LLDPE)

- Tính chống thấm khí, hương (tốt hơn LDPE và LLDPE)

- Khả năng in ấn ( tốt hơn HDPE và tương dương LLPDE)

 Nắp một số loại chia thuỷ tinh hoặc plastic

 HDPE thường không dùng làm bao bì dạng túi để bao gói thực phẩm chống oxy hoá, làm chia lọ chống oxy hoá cho sản phẩm, thực phẩm

 MDPE có tính trung gian giữa LDPE và HDPE

3.2 Lớp 2: Giấy in ấn: Trang trí và in nhãn

* Giấy bìa

Giấy bì là loại sản phẩm giấy đặc biệt dày và được dùng để sản xuất các loại bao bì khác Giấy bìa thường có đố dày nhỏ nhất là 0,254mm chế tạo nó thì cứng nhiều hơn so với giấy báo và giấy in máy tính Đây là loại giấy mỏng hơn nhiều so với giấy catong làm thùng

Giấy bìa có mặt ở khắp nơi t ong xã hội ngày nay và được dùng để đóng gói các mặt hàng thông dụng, hầu như là các sản phẩm thực phẩm hơi vì nó dễ dàng cắt vào tạo hình,

có trọng lương nhẹ, chắc chắn và phổ biến trong một số công nghiệp như là bao bì

Ưu điểm: Giấy và sản phẩm bằng giấy tạo thành một nguyên liệu đóng gói tuyệt vời

sữa và các sản phẩm sữa Giấy chống mỡ, giấy tráng sáp, giấy tráng nhựa, tấm giấy,… Các giấy tờ được sử dụng ở dạng hộp, túi, giấy gói hộp, cốc Lợi thế của việc sử dụng giấy là nó có trọng lương, khả năng in ấn trên bề mặt và sử dụng dễ dàng, dễ tạo hình

Nhược điểm: dễ thấm nước, rách, chi phí cao

3.3 Lớp 3: Giấy cartong: tạo hình dáng hộp cứng, dai, chịu dựng được va chạm

cơ học

3.4 Lớp 4: Màng PE: lớp keo kết dính giữa lớp giấy cartong và màng nhôm

Lớp kết dính giữa nhôm và giấy cartong được cấu tạo bởi PE đồng trùng hợp – là lớp chống thấm phụ trợ cho lớp PE trong cùng và lớp màng nhôm mỏng; màng nhôm chống thấm khí, hơi và hơi nước tốt

* Chất kết dính copolymer PE

Các loại PE đồng trùng hợp (EVA, EVOH, EAA, EBA EMA, EMAA…)

Plastic đồng trùng hợp là sự kết hợp đồng nhất giữa ethylen và các monomer khác, được phát triển và có nhiều ứng dụng trong nhiều năm qua T ong các sản phẩm này, tỉ lệ

PE thường cao và là thánh phần phối liệu chính

Điều kiện để tạo nên loại plastic PE đồng trùng hợp: các monomer khác phải có sự tương đồng hoá học với ethylen, phản ứng trùng hợp được diễn ra ở điều kiện thích hợp

về chất xúc tác, nhiệt độ, thời gian, áp suất

PE được đồng trùng hợp để kết dính các loại vật liệu lại với nhau Tổng lượng chất kết dính của lớp rất nhỏ khoảng 15 -20% khối lượng màng chính, chiều dày khoảng 3

mircomet Chất kết dính thường có ghép lá nhôm để ngăn cản ánh sáng thấy được hoặc tia tử ngoại

Lớp PE được ghép t ong cùng để tạo khả năng hàn dán nhiệt tốt, dễ dàng, có khả năng chịu nhiệt, chịu lạnh

 EVA

EVA là copolyme đồng trùng hợp của ethylen và vinyl aceta

Theo lý thuyết thì tỉ lệ của vinyl acetat trong copolyme có thể trong khoảng 1- 99%, nhưng t ong thực tế sản phẩm thương mại có tỉ lệ vinyl acetat (VA) trong khoảng thấp hơn Loại EVA có tỉ lệ 21 - VA thì dùng như chất phụ gia làm nền vá chất kết dính… Tỉ lệ phối trộn VA thay đổi có ảnh hưởng đến tính chất của EVA

Màng EVA có thể được sản xuất theo phương pháp thổi hoặc đúc theo độ dày yêu cầu Loại màng EVA có tỉ lệ VA khoảng 7 -8% thì có tính chất giống như LDPE, những màng có tỉ lệ EVA khoảng 15 -20% thì có tính chất khá giống với PVC nhưng dẻo dai hơn, được dùng làm màng co

Tính chất của màng EVA thay đổi theo tỉ lệ của VA trong phân tử nhưng nhìn chunh nếu so sánh với LDPE:

- Nhiệt độ hàn ghép mí thấp hơn

- Độ bền cơ học cao

- Tính chống thấm khí và hơi nước thấp

- Các đặc tính được ổn định ở nhiệt độ thường

- Tính chất t ươt của EVA thpa61, tức hệ số ma sát cao

- EVA có thể hàn bằng nhiệt nhưng đòi hỏi năng lượng cao hơn PVC

- Khả năng in tốt

- EVA dễ bị hư hỏng ở nhiệt độ cao

Tóm lại, EVA có đặc điểm là tính mềm dẻo cao, có nhiệt độ hàn ghép mí thấp hơn

so với PE Về phương diện hàn dán thì chúng tốt hơn vài polyme khác Khi EVA bị hư hòng cấu trúc thì không gây ô nhiễm môi t ường Một trong những hạn chế của EVA là

độ ma sát cao, vì thế cần tăng thêm chất phụ gia của tác nhân t ượt để tạo độ bóng loáng

co bề mặt

 EVOH (Ethylen Vinyl Ancohol - EVAL )

- Có tính chống thấm oxy hoá, tăng theo sự tăng hàm lượng vinyl acohol

- Có tính thấm nước

 EAA (Ethylen Acid Acryclic)

Có khả năng bám dính cao nhờ nhóm acid ac ylic, nhưng đồng thời cũng có tình ăn mòn thiết bị

Loại EAA thường được chế tạo thành màng mỏng 6 -8 g/m2, để làm tăng chất kết