Bao bì – Thiết bị đóng gói sản phẩm rau quả

Bao bì – Thiết bị đóng gói sản phẩm rau quả

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 rót 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

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 có hàm lượng O2 cao 47

IV Kỹ thuật bao gói 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

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, có thể phân phối, lưu kho, kiểm tra và thương mại… một cách thuận lợi Bao bì có thể là bao bì kín hoặc bao bì hở

- Bao bì kín được dùng bao bọc những loại thực phẩm chế biến công 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 có thể là một lớp, cũng có thể cấu tạo dạng ghép nhiều lớp nhằm khắc phục khuyết điểm từng loại vật liệu riêng lẻ

- Bao bì hở có thể bao gói trực tiếp rau quả hoặc hàng hóa tươi sống, các loại thực phẩm không bảo quản lâu hoặc chế biến ăn ngay Bao bì hở còn có thể là lớp bao bì bọc bên ngoài lớp bao bì chứa đựng trực tiếp thực phẩm nhằm tạo sự xếp khối sản phẩm để thuận tiện, an toàn 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

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 thông tin giới thiệu thu hút khách hàng thông 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 không hài hòa, không đáp ứng tâm lý, sở thích người tiêu dùng thì bao bì đó cũng không 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 có một phần hoặc hoàn toàn trong suốt cho phép nhìn thấy thực phẩm bên trong, nhằm đáp ứng yêu cầu khách hàng, giúp họ có 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, nó 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 sóng: dùng làm bao bì vận chuyển hàng hóa (bao bì đơn vị gửi đi) hoặc lớp bao bì ngoài

- 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 đóng gói khí quyển điều chỉnh ứng dụng cho đóng gói rau quả tươi

- Bao bì sinh học

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

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

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

Có 3 loại nắp (nút) chai cơ bản:

 Loại A:

Miệng chai có ren vặn để đóng nắp vào, nắp cũng có cấu tạo ren tương ứng

Loại nắp đậy cho miệng loại A làm bằng nhôm có phủ lớp sơn bên ngoài , mặt trong được phủ vecni có đệm plastic để đảm bảo độ kín cho chai

Không cần đậy nút đệm, phương pháp đậy nút đệm khó đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm

do đóng nắp thủ công hoặc đóng nắp với năng suất thấp, không thuận tiện cho tái đóng, tái mở Sau khi đậy nút đệm, vặn nắp nhôm vào theo đường ren

 Loại B:

Cấu tạo thành miệng chai dày

Chai được đậy kín bằng nút bấc, nút có cấu tạo trụ tròn hoặc hình trụ tròn có mũ nấm, than trụ dài khoảng 4cm

Nút bằng gỗ bấc có tính đàn hồi cao, đậy chặt khít miệng chai, nhô lên khỏi miệng chai khoảng 1.5 cm, và dây thép được buộc bên ngoài miệng chai giúp nút bần chịu được áp lực nén cao của CO2 trong chai

Kế đến là lớp giấy nhôm áp sát vào miệng chai, mép giấy che phủ dây thép bên trong

 Một số chai rượu vang có 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 có độ đàn hồi không cao như gỗ bấc

+ Dây thép được thay bằng nắp ren tương ứng với chai miệng ren

+ Nút cao su được đóng kín vào miệng chai không có phần nhô lên khoảng 1/3 – ¼ chiều cao của nút, đóng vào hẳn trong miệng chai

+ Giấy nhôm bọc được thay thế bằng màng co plastic có in thương hiệu

 Loại C:

Chai miệng mũ có cấu tạo thành miệng dày và có gờ, được đậy bằng nắp mũ, nắp bằng thiếc

có lót lớp đệm bằng gỗ bấc hoặc bằng cao su để có thể áp chặt khít vào miệng chai,tạo sự kín hoàn toàn

III ỨNG DỤNG:

Bao bì thủy tinh phù hợp để chứa đựng những thực phẩm từ rau quả:

- Thức uống không cồn: nước ép trái cây, nước rau quả

- Thức uống có cồn

+ Lên men không chưng cất (có hoặc không bão hòa CO2): Vang

+ Lên men – Chưng cất – Tàng trữ: Wishky, Cognac, Rhum

+ Không lên men: rượu mùi

- Các loại mứt

- Nectar

- Thực phẩm khô: bột trái cây, …

- Các sản phẩm ngâm tẩm: cà pháo, kim chi,…

Các loại mứt

Rượu mùi

Rượu cao độ

Nước ép rau quả

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

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 CO 2:

Rĩt trong điều kiện đẳng áp Tất cả các quá trình đều đuợc tự động hố Máy cĩ thể chiết

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

IV.3.3 Rượu mùi:

Rót vào những chai màu,khoảng chống trong chai khoảng 5cm, đóng nắp thật kĩ

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 có thể làm cùng một loại vật liệu nên bao bì không bị lão hóa nhanh theo thời gian

Chống ánh sáng thường cũng như tia cực tím tác động vào sản phẩm

Có tính chịu nhiệt độ cao và khả năng truyền nhiệt cao ,do đó thực phẩm có thể được đóng hộp, thanh trùng hoặc tiệt trùng với chế độ thích hợp

Quy trình sản xuất hộp và đóng hộp thực phẩm được tự động hóa hoàn toàn

An toàn môi 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 có màu xám đen không có độ bóng bề mặt, có thể bị ăn mòn trong môi trường axit, kiềm Khi được tráng thiếc thì thép có bề mặt sáng bóng Tuy nhiên thiếc là một kim loại lưỡng tính nên dễ tác dụng với axit, kiềm, do đó ta cần tráng lớp vec-ni có tính trơ trong môi trường axit

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 nóng 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 nó 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 có khả năng chống lại sự ăn mòn của hợp chất sulfua Tuy nhiên trong trường hợp sản phẩm có tính axit thì lon thép tráng crom có khả năng chống ăn mòn thấp

II.1.3 Bao bì kim loại nhôm(Al):

Al làm bao bì có độ tinh khiết đến 99%, và những thành phần kim loại khác như Si, Fe, Cu,

II.2 Phân loại theo công 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

có một đường ghép mí giữa thân và nắp, vật liệu chế tạo lon hai mảnh phải mềm dẻo, có thể là Al hoặc thép có độ mềm dẻo cao Lon hai mảnh được chế tạo theo công nghệ kéo vuốt tạo nên thân khá mảnh so với bề dày đáy, nên có thể dễ bị đâm thủng hoặc dễ bị biến dạng do va chạm lon hai mảnh thích hợp chứa các loại thực phẩm có tạo áp suất dư bên trong như là sản phẩm nước giải khát có gas

II.2.2 Lon ba mảnh:

Công 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

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

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 khô: bột trái cây, rau quả sấy khô…

Trái cây ngâm đường: vải, chôm chôm…

Nước trái cây

Trái cây ngâm tẩm

IV THIẾT BỊ:

Máy rót lon có cơ cấu ngăn cho chất lỏng không tràn ra Thiết bị bao gồm những đầu rót được lắp vào một mặt xoay hình tròn, và mỗi đầu rót có một vỏ bọc hình ống bên ngoài có 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 rót Sau khi rót, các lon được đưa đến máy ghép mí nắp

Các thông số kỹ thuật của máy rót lon:

Hãng sản xuất : AIRTAC - Korea

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 công nghệ chế tạo vật liệu plastic cùng với công 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 không mùi, không vị, có loại có thể đạt độ mềm dẻo, áp sát bề mặt thực phẩm khi bao gói, tạo nên độ chân không cao trong trường hợp sản phẩm cần bảo quản trong chân không; cũng có loại bao bì đạt độ cứng vững cao, chống va chạm cơ học hiệu quả, chống thấm khí hơi do đó bảo đảm được áp lực cao bên trong môi trường chứa thực phẩm; bên cạnh đó cũng có loại chịu đựng được nhiệt độ thanh trùng hoặc nhiệt độ lạnh đông thâm độ

Bao bì plastic có thể trong suốt nhìn thấy rõ sản phẩm bên trong, hoặc có thể mờ đục, che khuất hoàn toàn ánh sáng để bảo vệ thực phẩm

Bao bì plastic trong suốt (PET) và không 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 hoàn thiện, đáp ứng yêu cầu của loại thực phẩm chứa đựng Bao bì plastic không tái sử dụng trong sản xuất thực

phẩm

Bao bì nhiều lớp

Công nghệ chế tạo bao bì plastic đã và đang phát triển mạnh, nhưng đồng thời cũng làm gia tăng ô nhiễm môi trường Vì vậy vấn đề đặt ra là cần phải tái sinh plastic, tuy nhiên chi phí thường cao và cũng có một số loại sản phẩm plastic tái sinh khó đạt được những đặc tính giống như sản phẩm đi từ vật liệu tinh khiết

Những vật liệu plastic có nguồn gốc từ phản ứng trùng hợp thì có thể tái sinh dễ dàng hơn từ những lọai có nguồn gốc từ phản ứng trùng ngưng

Plastic dùng làm bao bì thực phẩm thuộc lọai nhựa nhiệt dẻo, có 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

Plastic được sản xuất ở dạng màng cĩ độ dày ≤0.025mm hoặc dạng tấm cĩ độ dày

 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

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

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

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:

 Khả năng chống lại các tác nhân:

- Chống thấm nước

- Khả năng chống thấm khí và hơi nước cao hơn hẳn LDPE

- Khả năng chống dầu mỡ được cải thiện nhiều so với LDPE

- Bền với acid, kiềm, muối vô cơ

- Dễ bị hư hỏng trong dung môi hữu cơ

 Khả năng in ấn trên bao bì LLDPE cao hơn LDPE

Ứng dụng:

 Làm lớp ngoài cùng cho lớp bao bì giấy để chống thấm nước

 Cùng với một số polymer khác tạo thành multi-layer film, thường là lớp trong cùng của bao bì

 Dùng để bao gĩi rau quả tươi bảo quản theo phương pháp ức chế hơ hấp rất hiệu quả

Các phản ứng trùng ngưng:

Tính chất

 Tỷ trọng 1.38-1.41

 Tmax = 225o C, Tg = 67-80o C, Tmin = - 60oC

 Trong suốt

 Dạng màng có tính mềm dẻo

 Với độ dày cao để làm chai lọ chứa đựng thì có độ cứng vững cao

 Bền cơ học cao, không bị giãn dưới lực kéo (vì trong quá trình chế tạo đã được định hướng hai chiều)

 Khả năng in ấn cao, đẹp, rõ nét

 Tính chống thấm khí và nước cao nhất trong các loại plastic

 Tính chống thấm dầu mỡ rất tốt

 Bền hóa học với muối, acid, kiềm, muối vô cơ

 Bị hư hỏng trong dung môi hữu cơ

 Chịu được vi sóng

Ứng dụng

 Làm bao bì chịu đựng áp lực, chống thoát hương

 Làm chai, lọ đựng nước trái cây, nước trà…

 Làm các hộp dựng rau quả tươi

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

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:

 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

 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

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

 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%

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

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