Đề tài: Bao bì ghép nhiều lớp

Đề tài: Bao bì ghép nhiều lớp Đề tài: Bao bì ghép nhiều lớp Đề tài: Bao bì ghép nhiều lớp Đề tài: Bao bì ghép nhiều lớp Đề tài: Bao bì ghép nhiều lớp Đề tài: Bao bì ghép nhiều lớp Đề tài: Bao bì ghép nhiều lớp Đề tài: Bao bì ghép nhiều lớp Đề tài: Bao bì ghép nhiều lớp Đề tài: Bao bì ghép nhiều lớp Đề tài: Bao bì ghép nhiều lớp Đề tài: Bao bì ghép nhiều lớp Đề tài: Bao bì ghép nhiều lớp Đề tài: Bao bì ghép nhiều lớp Đề tài: Bao bì ghép nhiều lớp Đề tài: Bao bì ghép nhiều lớp Đề tài: Bao bì ghép nhiều lớp Đề tài: Bao bì ghép nhiều lớp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Đề tài :

Bao bì ghép nhiều lớp GVHD : Đỗ Vĩnh Long

SVTH: Nhóm 11

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Các loại bao bì 7

Hình 1.2 Ứng dụng trong dược phẩm và thực phẩm 9

Hình 3.1 Phương pháp đùn thổi 13

Hình 3.2 Bộ phận đùn cán 14

Hình 4.1 Phương pháp ghép ướt 15

Hình 4.2 Ghép đùn 17

Hình 6.1 Ruben Rausing 18

Hình 6.2 Cấu tạo bao bì tetra-pak 20

Hình 6.3 Cấu trúc HDPE 20

Hình 6.4 Giấy bìa 22

Hình 6.6 Lá nhôm 23

Hình 6.7 Cấu tạo của LDPE 26

Hình 6.8 Một số sản phẩm đựng trong bao bì tetra pak 27

Hình 6.9 Dây chuyền tiệt trùng bao bì giấy ở công ty Tetra Pak 30

Hình 6.10 Nguyên tắc đóng bao bì Tetra pak 32

Hình 6.11 Dây chuyền đóng hộp sản phẩm trong bao bì Tetra Pak 34

Hình 6.12: Đóng gói bao bì 34

Hình 6.13 Quá trình đóng gói trong điều kiện thanh trùng, tiệt trùng 35

Hình 6.14 Một số ứng dụng của bao bì Tetra Pak 36

MỤC LỤC

Danh mục các hình 3

Lời mở đầu 6

I Tổng quan về bao bì 7

1.1.Khái niệm bao bì 7

1.2.Phân loại bao bì thực phẩm 7

1.2.1 Bao bì kín 7

1.2.2 Bao bì hở (hay chỉ bao bọc một phần sản phẩm) 8

1.3 Những yêu cầu chung về vật liệu làm bao bì 8

II Giới thiệu bao bì nhiều lớp 8

2.1 Định nghĩa và mục đích 8

2.2 Cấu trúc và phân loại 9

2.2.1 Cấu trúc 9

2.2.2 Phân loại 10

III Phương pháp chế tạo màng nhiều lớp 12

3.1 Trực tiếp 12

3.1.1 Phương pháp đùn cán trực tiếp 12

3.1.2 Phương pháp đùn thổi 12

3.2 Gián tiếp 13

IV Các phương pháp ghép màng 15

4.1 Phương pháp ghép ướt 15

4.2 Ghép khô không dung môi 16

4.3 Ghép đùn 17

V Ưu nhược điểm bao bì màng nhiều lớp 17

6.3 Cấu trúc bao bì Tetra pak 20

6.4 Phương pháp đóng gói bao bì Tetrapak 31

6.4.1 Mục tiêu – Đặc điểm của phương pháp Tetrapa 31

6.4.2 Cách đóng bao bì tetra pak 33

6.4.3 Một số loại thiết bị 33

6.5 Ưu – Nhược điểm của bao bì tetrapak 36

6.5.1 Nhược điểm 36

6.5.2 Ưu điểm 37

6.6 Ứng dụng của bao bì Tetra Pak 37

Kết luận

Tài liệu tham khảo

LỜI MỞ ĐẦU

Bao bì nói chung và bao bì thực phẩm nói riêng 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 nhiênnhư 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 nghiệpluyện kim; công nghiệp giấy; công nghiệp chất dẻo mà ngành công nghiệp bao bì thựcphẩm cũng có những bước phát triển vượt bậc Chức năng của bao bì thực phẩm cũngnhờ đó mà mở rộng và hoàn thiện hơn Tuy nhiên, đứng trước nhu cầu gia tăng thờigian lưu trữ thực phẩm đòi hỏi các nhà sản xuất phải chế tạo ra một loại bao bì mới.Bao bì màng nhiều lớp ra đời đã phần nào giải quyết được yêu cầu đó Không nhữngvậy nó còn tạo ra bước đột phá quan trọng cho ngành công nghiệp thực phẩm nhờ vàonhững tính chất đặc biệt vượt trội so với các loại bao bì khác

I Tổng quan về bao bì

1.1 Khái niệm bao bì

(Quyết định của tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng số 23TĐC/QĐ ngày 20 tháng 2 năm 2006) – “Bao bì là loại vật chứa đựng, bao bọc thựcphẩm thành đơn vị để bán Bao bì có thể bao gồm nhiều lớp bao bọc, có thể phủ kínhoàn toàn hay chỉ bao bọc một phần sản phẩm” Bao bì phải đảm bảo chất lượng chosản phẩm, có thể phân phối, lưu kho, kiểm tra và thương mại… một cách thuận lợi

• Môi trường bên trong bao bì

• Môi trường bên ngoài bao bì

Loại bao bì kín hoàn toàn được dùng để bao bọc những thực phẩm chế biếncông nghiệp, để đảm bảo chất lượng sản phẩm sau quá trình sản xuất vàtrong suốt thời gian lưu hành trên thị trường cho đến tay người tiêu dùng

1.2.2 Bao bì hở (hay chỉ bao bọc một phần sản phẩm)

1.3 Những yêu cầu chung về vật liệu làm bao bì

• Về cơ bản phải giữ nguyên được thành phần hóa học của sản phẩm so với thờiđiểm sau khi kết thúc quá trình chế biến

• Phải giữ nguyên những tính chất lý học của sản phẩm ban đầu

đầu cho đến khi hàng hóa được sử dụng

• Không bị lây nhiễm bởi chất hác từ môi trường hoặc từ chính bao bì, đặc biệt

là những chất gây độc hại hoặc những chất làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm

• Vật liệu làm bao bì thực phẩm phải đảm bảo phù hợp với từng loại thực phẩm

• Giá trị của bao bì thực phẩm phải tương ứng với giá trị của thực phẩm chưađựng, về nguyên tắc cần khống chế để bao bì không làm tăng giá thành của sản phẩmmột cách quá mức

• Vật liệu càng dễ gia công càng tốt để có thể chế tạo bao bì bên cạnh các xínghiệp chế biến thực phẩm

• Vật liệu bao bì không làm thay đổi tính chất hóa học, lý học và đặc biệt là tínhchất cảm quan của thực phẩm

• Vật liệu làm bao bì phải không gây nhiễm độc cho thực phẩm

II Giới thiệu bao bì nhiều lớp

2.1 Định nghĩa và mục đích

Các nhà sản xuất đã sử dụng cùng lúc (ghép) các loại vật liệu khác nhau để cóđược loại vật liệu ghép có tính năng được cải thiện nhằm đáp ứng các yêu cầu của bao

bì Khi đó chỉ một tấm vật liệu vẫn có thể cung cấp đầy đủ tất cả các tính chất như:tính cản khí, hơi ẩm, độ cứng, tính chất tốt, tính năng chế tạo dễ dàng, tính hàn tốt…như yêu cầu đã đăt ra

Tính chất cuối cùng của một loại vật liệu bao bì nhiều lớp phụ thuộc vào nhữngtất chất của các thành phần riêng lẻ

Màng ghép thường được sử dụng rộng rãi làm nguyên liệu cho bao bì thựcphẩm, dược phẩm…Sự hình thành màng ghép là việc kết hợp có chọn lựa giữa màngnguyên liệu ban đầu, mực in, keo dán, nguyên liệu phủ… sử dụng các phương phápgia công có nhiều công đoạn, đa dạng…

Hình 1.2 Ứng dụng trong dược phẩm và thực phẩmVề lợi ích kinh tế và tính phổ biến trong thực tế bao bì màng nhiều lớp đạt đượccác yêu cầu kĩ thuật, tính kinh tế, tính tiện dụng thích hợp cho từng loại bao bì, giữ gìnchất lượng sản phẩm bên trong bao bì, giá thành rẻ…

2.2 Cấu trúc và phân loại

2.2.1 Cấu trúc

Các polymer khác nhau được sử dụng tùy thuộc vào vai trò của chúng như làlớp cấu trúc, lớp liên kết, lớp cản, lớp hàn

• Lớp cấu trúc: đảm bảo các tính chất cơ học cần thiết, tính chất in dễ dàng

và thường có cả tính chống ẩm Thông thường đó là những loại vật liệu rẻ tiền Vật

liệu thường dùng là LDPE, HDPE, EVA, LLDPE, PP (đối với những cấu trúc mềmdẻo) và HDPS hay PD ( đối với cấu trúc cứng)

• Các lớp liên kết: là những lớp keo nhiệt dẻo (ở dạng đùn) được sử dụng

để kết hợp các loại vật liệu có bản chất khác nhau

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

• Các vật liệu hàn: thường dugf là LDPE và hỗn hợp LLDPE, EVA,inomer…

2.2.2 Phân loại

Phân loại theo vật liệu

• Bao bì ghép nhiều lớp nhựa với nhau

Vd: các bao bì mì ăn liền, túi ngoài bánh, kẹo, trà, cà phê, thường được ghép từBOPP/PE; PET/PE Các loại túi snack thường được ghép từ PET/PE, OPP/PE,PET/NPET, PET/CPP, OPP/CPP…

• Bao bì nhựa và các vật liệu khác

là nhôm) ghép với nhau Vd: PET/PE/Al/PE, BOPP(PET)/Al/PE,… thường gặp ở túitrà, cafe hòa tan, café bột, thức ăn nhanh

- Bao bì nhựa và giấy: Giấy/PE/nhôm/LDPE dùng cho thực phẩm khô cần màngngăn hơi nước, khi và ánh sáng Lớp ngoài cùng là PE chống ẩm Lớp mực in(cellopane) dễ in Lớp giấy: tăng độ cứng cho bao bì.

• Bao bì giấy và nhôm

Vd: thường gặp ở kẹo Sing Gum, kẹo Socola,… Vì nhôm được dát mỏng nên

dễ rách, do đó ghép giấy để tăng độ bền của nhôm

III Phương pháp chế tạo màng nhiều lớp

Có 2 phương pháp chính: trực tiếp và gián tiếp

3.1 Trực tiếp

3.1.1 Phương pháp đùn cán trực tiếp :

- Nguyên tắc: được thực hiện rất đơn giản Từ các vật liệu ban đầu là polymerngười ta cho vào những đường dẫn khác nhau trên thiết bị đùn cán sau đó được dẫnvào một đường ống chung và đùn cán trực tiếp ra các màng ghép

- Ưu điểm: tiết kiệm thời gian và hạn chế hiện tượng tách lớp giữa các lớpmàng ghép

- Nhược điểm: do trực tiếp đùn cán từ nhiều loại vật liệu nên sự đồng đều bề

mặt không cao Phải dựa vào độ nóng chảy của từng loại nhựa trước khi đùn ép cũngnhư các vật liệu đùn cán phải có cấu trúc tương tự nhau

3.1.2 Phương pháp đùn thổi

Nhựa nóng chảy được đẩy qua một khe tạo hình vành khuyên, thường bố tríthẳng đứng, để tạo thành một ống thành mỏng không khí được đưa vào thông qua một

lỗ hổng ở giữa khuôn thổi vào bên trong để thổi phồng ống Phía trên khuôn người ta

bố trí một vòng không khí tốc độ cao để làm nguội màng phim nóng Ống màng sau đótiếp tục đi lên, tiếp tục được làm lạnh đến khi nó đi qua con lăn để làm dẹp lại tạothành màng đôi Màng đôi này sau đó được đưa ra khỏi tháp đùn thông qua một hệthống các con lăn

Thông thường, khoảng tỉ lệ giữa khuôn và ống màng thổi từ 1,5 - 4 lần so vớiđường kính khuôn Mức độ kéo căng của màng khi chuyển từ trạng thái nóng chảysang nguội cả theo chiều bán kính lẫn chiều dọc ống có thể dễ dàng điều khiển bằngcách thay đổi thể tích không khí ở bên trong ống và thay đổi tốc độ kéo Điều này giúpcho màng thổi ổn định hơn về tính chất so với màng đúc hay đùn truyền thống chỉ cókéo căng dọc theo chiều đùn

Hình 3.1 Phương pháp đùn thổi

3.2 Phương pháp gián tiếp:

Đối với phương pháp này trước tiên người ta phải sản xuất ra các loại màng đơnkhác nhau sau đó ghép chúng lại với nhau theo phương pháp ép nhiệt có hoặc không

có lớp kết dính Trong phương pháp ghép này đòi hòi các màng ghép phải có sự tươngthích về cấu trúc và bề mặt của từng lớp màng

- Nguyên tắc: cũng được thực hiện trên cùng một thiết bị nhưng phương pháptiến hành khác nhau Trên cùng một đường dẫn các vật liệu không được đùn ra cùnglúc mà các lớp được đùn ra theo trình tự nhất định Khi lớp màng thứ nhất được đùn

ra, lớp nhựa đầu tiên khô lại hay đã đóng rắn thì lớp nhựa thứ hai được trãi lên lớpnhựa thứ nhất và trình tự cứ như vậy thì màng ghép sẽ được tạo ra

- Ưu điểm: các vật liệu cho vào thiết bị đùn cán có thể khác nhau và đảm bảo

được độ đồng đều bề mặt sau khi đùn cán

- Nhược điểm: phương pháp này mất khá nhiều thời gian so với phương pháp

đùn cán trực tiếp

 Yêu cầu của quá trình:

- Trong quá trình đùn cán nguyên liệu plastic phải không được lẫn nước donước sẽ làm cho cấu trúc hạt trở nên không đồng đều và làm giảm liên kết giữa các hạtplastic khi đùn cán

- Đồng thời phải chú ý đến nhiệt trong quá trình đùn cán nếu quá cao có thể gây

hư hỏng cấu trúc của plastic

- Lớp màng phải có khả năng hàn dán nhiệt tốt và có tính trơ đối với sản

phẩm tính chống thấm tốt

Keo sử dụng trong phương pháp ghép này là dạng keo polymer nhân tạo gốcnước.Trong quá trình ghép keo ở trạng thái lỏng chúng sẽ thẩm thấu qua một lớp vậtliệu và bay hơi sau đó.

A Cuộn xả 1 E Bộ phận ghép dán

B Bộ phận tráng keo F Các lô ép và căng màng

C Bộ phận sấy G Cuộn thu

D Cuộn xả 2

Hình 4.1 Phương pháp ghép ướtKeo được tráng lên lớp vật liệu 1 ít có tính thấm nước hơn, sau đó ngay lập tứcđược ghép với lớp vật liệu thứ 2 Bộ phận ghép gồm cặp lô trong đó có một lô được

mạ Crom và một lô cao su Sau khi ghép nước chứa trong keo sẽ bay hơn tại đơn vịsấy, keo khô tạo kết dính giữa hai lớp vật liệu

4.2 Ghép khô không dung môi:

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

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

Để ghép bằng keo không dung môi, đòi hỏi phải có bộ phận tráng keo đặc biệt,bằng cách dùng trục tráng keo phẳng thay vì trục khắc, gồm các trục được gia nhiệt vàcác 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 rất thích hợp choviệc dùng làm bao bì thực phẩm, dược phẩm

• Chi phí đầu tư thấp

• Không cần sấy qua nhiệt

• Không cần bảo vệ sự nổ gây ra dung môi

• Yêu cầu về mặt bằng ít

• Chi phí sản xuất thấp

• Tốc độ sản xuất cao

Công nghệ ghép màng không dung môi là công nghệ ghép màng tiên tiến nhấthiện nay trong lĩnh vực ghép màng, các nhà sản xuất và biến đổi bao bì trên thế giớiđang chuyển sang phương pháp ghép màng không dung môi này

+ Có thể sản xuất hàng loạt trên dây chuyền công nghệ bao bì hiện đại với năngsuất lớn, mức độ tiêu chuẩn hóa cao

Cách đây hơn 60 năm, Ruben Rausing đã có một phát minh kỳ diệu và được coi

là một cuộc cách mạng đối với ngành giấy cũng như ngành thực phẩm Lần đầu tiêntrên thế giới đã xuất hiện những hộp giấy carton Tetra Pak có thể đựng được sữa, nướcuống và thực phẩm

Sự nhạy cảm tuyệt vời của Ruben Rausing cùng với việc nghĩ ngay đến côngnghiệp giấy đang rất phát triển ở Thuỵ Điển đã thôi thúc ông hành động Sau một thờigian tìm tòi, nghiên cứu các nhà máy bao bì carton tại Mỹ, Ruben Rausing quyết địnhquay về Thuỵ Điển để lập nghiệp Năm 1929, cùng với một người bạn, Rausing đã lập

ra một nhà máy sản xuất bao bì carton đầu tiên Các sản phẩm của ông vẫn chỉ lànhững hộp giấy thông thường để đựng các đồ khô

Với các mặt hàng thực phẩm và nhất là sữa, pho mát lỏng và nước uống thì bao

bì carton vẫn không đáp ứng được yêu cầu Ruben Rausing đã bỏ ra nhiều công sức đểcải tiến bao bì của mình Nhưng ông vẫn chưa nghĩ được gì hơn Cho đến một ngày,một ý tưởng diệu kỳ đã bất ngờ xuất hiện tại phòng bếp của nhà ông bà RubenRausing Khi đó bà Ruben Rausing đang tự làm xúc xích Nhìn vợ nhồi thịt vào chiếc

vỏ ruột lợn mỏng tang không thấm nước, trong đầu Ruben Rausing đã loé lên ý nghĩlàm bao bì carton có màng không thấm nước

Đầu tiên Ruben Rausing thành công với việc sản xuất giấy cuộn có tráng nilonmỏng để chống thấm nước Sau này ông còn cải tiến bằng cách thêm một lớp giấynhôm vào giữa lớp nilon và lớp giấy carton Nhờ đó ánh sáng và nhiệt độ khó tác độnghơn, các sản phẩm sữa có thể bảo quản được tốt hơn, lâu hơn

Năm 1951, chiếc hộp Tetra Pak lần đầu tiên ra đời và có kích thước nhỏ để chuyênđựng sữa và váng sữa

6.2 Khái niệm bao bì Tetrapak (Tetrabrik)

Bao bì Tetrapak được đóng gói thực phẩm vào theo phương pháp Tetrapak làloại bao bì màng ghép rất nhẹ nhằm mục đích vô trùng, đảm bảo chất lượng tươinguyên ban đầu cho sản phẩm giàu dinh dưỡng và vitamin từ nguồn nguyên liệu Bao

bì nhẹ, có tính bảo vệ môi trường, tiện ích cho sử dụng, chuyên chở, phân phối và bảoquản sản phẩm ở nhiệt độ thường với thời gian dài

Thành phần của bao bì Tetra Pak

- Những lớp giấy bìa và nhựa (75%)

- Polyethylene (20%)

- Lớp lá nhôm siêu mỏng (5%)

- Các loại vật liệu này được ép một cách khéo léo để tạo thành một cấu trúc

bền vững

6.3 Cấu trúc bao bì Tetra pak

Hình 6.2: Cấu tạo bao bì tetra-pak

- Lớp 1: màng HDPE chống thấm nước, bảo vệ lớp in bên trong bằng giấy và tránh

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

Tính chất:

- HDPE có tính vững cao, trong suốt nhưng có mức độ mờ đục cao hơn LDPE, độbóng bề mặt không cao, có thể chế tạo thành màng đục do có phụ gia TiO2 khả năngbền nhiệt cao hơn LDPE, nhiệt độ hóa mềm dẻo là tnc = 1210C, nên có thể làm bao bìthực phẩm áp dụng chế độ thanh trùng Pasteur, hoặc làm bao bì đông lạnh như thủysản: tmin = -460C, t hàn = 140 ÷ 1800C

- Ngoài tính cứng vững cao HDPE có độ bền cơ học cao, sức bền kéo, sức bền vachạm, bền xé đều cao hơn LDPE và LLDPE, nhưng vẫn bị kéo dãn, gây phá vỡ cấutrúc polyme dưới tác dụng của lực hoặc tải trọng cao

+ Tính chống thấm nước, hơi nước tốt

+ Tính chống thấm chất béo (tốt hơn LDPE và LLDPE)

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

+ Khả năng in ấn tốt (tốt hơn so với LDPE và tương đương LLDPE)

- Công dụng của HDPE:

+ HDPE có độ cứng vững cao, tính chống thấm khí, hơi khá tốt, tính bền cơ học caonên dùng làm vật chứa đựng như các thùng (can chứa đựng) có thể tích 1-20 lít với độdày khác nhau để đảm bảo độ cứng vững của bao bì theo khối lượng chứa đựng

+ Túi xách để chúa các loại vật, vật phẩm, lớp bao bọc ngoài để vận chuyển vậtphẩm đi

+ Nắp của một số chai lọ thủy tinh hoặc plastic

+ HDPE thường không làm bao bì dạnh túi để bao gói thực phẩm chống oxy hóa,làm chai lọ chống oxy hóa cho sản phẩm, thực phẩm hoặc dược phaamrkhi có độ dày

≥ 0,5mm…