QUY TRÌNH SẢN XUẤT MÀNG NHỰC ĐƠN

QUY TRÌNH SẢN XUẤT MÀNG NHỰC ĐƠN

Đề tài: Quy trình chế tạo màng nhựa đơn.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÒN

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÔN CÔNG NGHỆ BAO GÓI

ĐỀ TÀI BÁO CÁO

QUY TRÌNH SẢN XUẤT MÀNG NHỰC ĐƠN

Đề tài: Quy trình chế tạo màng nhựa đơn.

Lời mở đầu

Thực phẩm là nhu cầu cần thiết cho sự sống và phát triển của loài người Thời kì sơkhai, thực phẩm đơn giản cả về phương pháp chế biến và bảo quản Hầu hết các loạithực phẩm đều bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài như nước, đất, bụi, oxy, vi sinhvật Vì vậy chúng phải được chứa đựng trong bao bì kín

Bao bì là kết quả của một quá trình phát triển lâu dài Nó là sản phẩm ra đời từ kếtquả của việc nghiên cứu liên tục nhằm tìm kiếm các phương pháp tốt hơn cho việc sảnxuất bao bì hàng hoá khác nhau với mục đích bảo vệ tốt nhất cho hàng hóa

Ngày nay, vai trò của bao bì ngày càng trở nên quan trọng hơn trong việc xây dựngmột thương hiệu mạnh và nhất quán cho sản phẩm thực phẩm Bao bì không chỉ có tácdụng bao gói, chứa đựng, mô tả và giới thiệu sản phẩm mà nó còn là nhân tố quan trọngtác động đến sự lựa chọn của khách hàng

Đặc biệt, trong những năm gần đây màng nhựa là một loại bao bì rất phổ biến trong

đó có màng nhựa đơn - đã được ứng dụng rất nhiều trong ngành bao gói sản phẩm thựcphẩm

Hiện nay trên thị trường đang sử dụng các lọai bao bì nhựa phổ biến như : PE, PP,PVC, PC, PET…

2

Đề tài: Quy trình chế tạo màng nhựa đơn.

I CÁC LOẠI VẬT LIỆU CHẾ TẠO MÀNG ĐƠN

Bao bì là loại vật dụng để bao, gói, giữ, chứa đựng một loại sản phẩm, trợ giúp trongviệc vận chuyển và lưu trữ

Bao bì phải đảm bảo chất lượng cho sản phẩm, có thể phân phối, lưu kho, kiểm tra

và thương mại… một cách thuận lợi

Màng đơn lớp (Single-layer film) là màng mỏng chỉ gồm một lớp vật liệu Tính chấtcủa màng được tạo ra từ lớp vật liệu đó Đối với loại màng đơn này nguyên liệu sửdụng chủ yếu là PE (PELD, PELLD) và PP, PET, OPP, PA, EVOH

1 Polyetylene – PE:

Đặc tính:

- Trong suốt, hơi có ánh mờ, có bề mặt bóng láng, mềm dẻo

- Chống thấm nước và hơi nước tốt

thu giữ mùi trong bản thân bao bì, và

cũng chính mùi này có thể đưộc hấp

thu bởi thực phẩm được chứa đựng,

gây mất giá trị cảm quan của sản phẩm

Hạt nhựa PE

3

Đề tài: Quy trình chế tạo màng nhựa đơn.

Ứng dụng:

- Làm túi xách các loại, thùng (can) có thể tích từ 1 đến 20 lít với các độ dày khácnhau

-Sản xuất nắp chai Do nắp chai bị hấp thu mùi nên chai đựng thực phẩm đậy bằng nắp

PE phài được bảo quản trong một môi trường không có chất gây mùi

Một số sản phẩm của phản ứng trùng hợp PE: Linear low density polyetylen

(LLDPE), Low density polyetylen (LDPE), Medium density polyetylen (MDPE), High density polyetylen (HDPE).

4

- Trong suốt, độ bóng bề mặt cao cho khả năng in ấn cao, nét in rõ.

- Nhiệt độ hàn dán mí (thân) bao bì PP (140oC) cao so với PE có thể gây chảy hưhỏng màng ghép cấu trúc bên ngoài, nên thường ít dùng PP làm lớp trong cùng

- Có tính chất chống thấm O2, hơi nước, dầu mỡ và các khí khác

Ứng dụng :

- Dùng làm bao bì một lớp chứa đựng bảo quản thực phẩm , không yêu cầu chốngoxy hóa một cách nghiêm nhặt.

- Tạo thành sợi, dệt thành bao bì đựng lương thực, ngũ cốc có số lượng lớn

- PP cũng được sản xuất dạng màng phủ ngoài đối với màng nhiều lớp để tăngtính chống thắm khí, hơi nước, tạo khả năng in ấn cao, và dễ xé rách để mở bao bì(do có tạo sẵn một vết đứt) và tạo độ bóng cao cho bao bì

- Không có tính cứng vững như PP, do đó không có chế tạo chai lọ.

- Có khả năng hấp thụ nước, hơi nước

- Có tính chống thấm khí O2, N2, CO2 rất cao

- Có tính bền cơ lý cao: chịu được va chạm, chống được sự trầy xước,mài mòn,

và xé rách hoặc thủng bao bì

- Có khả năng hàn dán nhiệt khá tốt

- Có khả năng in ấn tốt, không cần xử lý bề mặt trước khi in.

Ứng dụng:

- Màng PA ghép cùng với PE, dùng làm bao bì chứa thực phẩm lạnh đông vàthực phẩm dạng lỏng có thể chịu được nhiệt độ thanh trùng đến 1000C trong 10phút, hoặc làm màng co bao bọc thực phẩm ăn liền

- Dùng làm bao bì hút chân không hoặc bao bì ngăn cản sự thẩm thấu O2 hoặcthoát hương

Khả năngngăn cảnhơi nước

Khả năngngăn cảnkhí

Độ trongsuốt Tính dễ in

Khả năngchịu kéo

- Khả năng bị xé rách dễ dàng khi có một vết cắt hoặc một vết thủng nhỏ.

- Có độ trong suốt, độ bóng bề mặt cao

- Có tính bền nhiệt

- Có tính chống thấm O2, khí và hơi

Ứng dụng :

OPP được chế tạo dạng màng đề ghép tạo lớp ngoài cùng cho bao bì nhiều lớp

để nhằm tăng tính chống thấm khí hơi, và dễ xé rách để mở bao bì và tạo độ bóngcao cho bao bì

II QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÀNG ĐƠN

MÀNG ĐƠNPhương pháp thổi màng

Phương pháp cán màngMáy ép đùnNguyên liệu

Cấu tạo máy ép đùn:

Cả hai phương pháp thổi và cán màng đều phải qua giai đoạn đun nóng chảy hạtnhựa trong máy ép đùn

Nguyên liệu nhựa ở dạng hạt nhỏ được cho vào phễu (hopper) gắn vào thùngmáy đùn Phụ gia như chất màu và chất ức chế tia cực tím (trong hoặc dạng lỏnghoặc viên) thường được sử dụng và có thể được pha trộn vào nhựa trước khi đếnphễu Phễu ở gần phía sau của thùng và có nối với vít

Các vít (screw) quay (thường lên tới 120 vòng / phút) chuyển tiếp các hạt nhựavào thùng (barrel) và được đun nóng đến nhiệt độ nóng chảy mong muốn của nhựa(có thể dao động từ 200°C (392°F) đến 275°C (527°F) phụ thuộc vào polymer) Vít

có đường kính tăng dần từ sau ra trước để ép hết các khí tồn tại trong hạt nhựa rangoài.Trong hầu hết các quy trình, một dạng gia nhiệt được thiết lập cho các thùngtrong đó có ba hoặc nhiều hơn các bộ điều chỉnh PID độc lập kiểm soát khu vực gianhiệt dần dần tăng nhiệt độ của thùng từ phía sau (nơi nhựa nhập vào) ra phía trước.Điều này cho phép các hạt nhựa nóng chảy dần khi chúng được đưa qua thùng vàlàm giảm nguy cơ quá nóng có thể gây suy thoái trong polymer

Nhiệt nóng chảy được duy trì là nhờ các áp lực và ma sát xảy ra bên trongthùng Trong thực tế, nếu một dây chuyền đùn thổi đang chạy với một vật chất nhấtđịnh đủ nhanh thì các thiết bị gia nhiệt có thể được đóng lại và nhiệt độ tan chảyđược duy trì bởi áp lực và ma sát bên trong thùng

Ở mặt trước của thùng, nhựa nóng chảy rời khỏi vít và đi qua một tấm lưới chắn(breaker plate) (một tấm kim loại dày với nhiều lỗ khoan qua nó) để lọc các hạtnhựa và các chất phụ gia khác chưa nóng chảy

Sau khi đi qua tấm chắn, nhựa nóng chảy vào khuôn (die) Khuôn là thiết bị tạohình cho sản phẩm cuối cùng

Tùy theo từng phương pháp cán hay thổi mà khuôn được thiết kế khác nhau: đốivới màng thổi thì khuôn sẽ có hình vành khăn, còn đối với màn cán, khuôn có hình chữ T

Blown Film Extrusion Die

- Hạt nhựa sau khi đun nóng

chảy được đẩy qua một khuôn

tạo hình vành khuyên được bố trí

thẳng đứng để tạo thành một ống

thành mỏng

- Thông qua một lỗ hổng ở

giữa khuôn không khí được đưa

vào bên trong để thổi phồng ống

- Phía trên khuôn, người ta bố

trí một vòng không khí tốc độ

cao để làm nguội ống màng

phim nóng Ống màng sau đó tiếp tục đi lên và được làm lạnh đến khi nó đi qua mộtcon lăn có tác dụng làm dẹp màng lại và tạo thành màng đôi Sau đó màng đôi nàyđược đưa ra khỏi tháp đùn thông qua một hệ thống các con lăn

- Màng đôi sau đó được để nguyên hay cắt thành 2 màng chiết rồi cuộn lại thànhống Màng đôi được dùng để làm túi bằng cách hàn kín theo chiều rộng của màngrồi cắt hay khoét để tạo thành từng túi Quá trình này có thể được thực hiện cùng lúchay sau khi thổi màng Thông thường, khoảng tỉ lệ giữa khuôn và ống màng thổi từ1,5- 4 lần so với đường kính khuôn Mức độ kéo căng của màng khi chuyển từ trạngthái nóng chảy sang nguội cả theo chiều bán kính lẫn chiều dọc ống có thể dễ dàngđiều khiển bằng cách thay đổi thể tích không khí ở bên trong ống và thay đổi tốc độkéo Điều này giúp cho màng thổi ổn định hơn về tính chất so với màng đúc hayđùn truyền thống chỉ có kéo căng dọc theo chiều đùn

1.2 Ứng dụng của quá trình sản xuất màng thổi:

- Sản phẩm là các loa ̣i màng như túi xốp, túi đựng thực phẩm đã hoặc chưa quachế biến.

- Dùng làm bao bì một lớp chống thấm nước, hơi, khí O2 chứa đựng bảo quảnthực phẩm, nếu yêu cầu chống oxi hóa một cách nghiêm ngặt thì dùng màng PP có

độ dày cao khoảng 25 – 30µm PP cũng được sản xuất màng ghép cùng với nhiều

màng vật liệu khác để đảm bảo tính chống thấm khí, hơi, dầu mỡ

Cling film for supermarket packaging

Metal-laminated high-tech seal-peel

Film for mailings Stand-up

pouches T-shirt bag for fruits and

vegetables

Co-extruded films for merchandise bagswith handle

Film for seal-peel

Lidding film Cereal liners with barrier against water

vapor and good saelingproperties

High barrier film for vacuum packaging Stretch hoods forpallet packages

II.1 Mô tả quy trình:

- Cán là một quá trình được dùng để tạo màng, tấm nhựa Nhựa sau khi được đunnóng chảy thành dạng bột nhão (paste) chảy ra khỏi máy ép đùn thông qua một

T-dies For Plastic Sheet T-dies For Pp Pe Ps

khuôn hình chữ T có tác dụng dàn đều lượng nhựa nóng chảy định hình cho sảnphẩm sẽ chảy qua hai hay nhiều trục cán có tốc độ quay điều chỉnh được, quayngược chiều nhau, gia nhiệt chính xác, được cuộn lại thành cuộn với chiều dày vàchiều rộng xác định Các trục cán song song có bề mặt rất phẳng, quay cùng tốc độ.

Bề mặt được đánh bóng hoặc tạo hình nổi, cứng hoặc mềm tùy vào loại vật liệu.Sau khi hóa dẻo (plasticzing), nhựa nóng chảy dạng paste được chuyển qua máy cánnhiều trục

- Máy cán có thể có từ 2 – 7 trục được đặc trưng bởi cách bố trí: I, Z hay L ngược.Thông dụng nhất là kiểu chữ L ngược có 4 trục cán và loại chữ Z Kiểu chữ Z cónhiều thuận lợi: tấm nhựa mất nhiệt ít (vì chuyển động ngắn), cấu trúc đơn giảnhơn

- Để ép thành màng mỏng, cần một lực lớn, bất kỳ một sự thay đổi nào của lựcdọc trục cán sẽ làm chiều dày màng thay đổi Một lý do khiến dao động áp lực làkhoảng hở ổ trục lớn Cán điều chỉnh ổ trục thích hợp

- Sau khi định hình, qua nhiều trục cán, sản phẩm được làm lạnh bằng cách kéosản phẩm thông qua một bể nước kín chịu tác động chân không được kiểm soát cẩnthận để giữ được hình dạng mới thổi Đối với các sản phẩm như tấm nhựa, làm mátđược thực hiện bằng cách kéo qua một bộ giải nhiệt dạng cuộn Luôn có đồng hồ đo chiều dày đặt ở khoang làm lạnh Chiều dày màng được điềuchỉnh tự động Sau làm lạnh, nhựa được cắt hai cạnh và cuộn tròn

II.2 Ứng dụng:

- Sản xuất các loại màng trong, màng che phủ, màng co, màng che nhà vườn

- Dùng để làm hô ̣p nhựa thân mềm, ly nhựa, áo mưa…

3 Ưu, nhược điểm của màng thổi và màng cán:

So sánh ưu và nhược điểm của màng thổi và màng cán

• Màng thổi khó kiểm soát độ dày

màng, độ dày màng thay đổi từ 3 – 4%

• Phương pháp cán dễ dàng kiểm soát

độ dày màng Độ dày mày thay đổi từ

• Màng thổi mỏng hơn màng cán.

• Làm nguội chậm hơn phương pháp

cán

• Màng thổi có tính chất cơ học (bao

gồm độ bền kéo, uốn và dẻo) tốt hơn vì

nó được thổi ra ở cả 2 hướng ngang Các

mà tính linh hoạt của màng cao

• Màng thổi đòi hỏi nhiệt độ thấp

hơn: nhiệt độ đối với màng thổi là

1350C

• Chi phí cắt biên cao vì một màng

đôi có thể cắt ra thành hai màng chiết

1 – 2%

• Màng có đô ̣ dày nhất đi ̣nh không thể

làm ra màng mỏng như phương phápđùn thổi

• Có thể làm nguội nhanh màng plastic

• Màng cán có tính chất quang học tốt,bao gồm: độ trong, độ đục và độ bóng

• Màng dày hơn nên có tính uốn, dẻokém

• Nhiệt độ đối với màng cán là 2200C

• Chi phí cắt biên thấp hơn màng thổi

VD: Hộp sữa chua, hộp đựng mứt, ly nhựa sử dụng 1 lần.

Phương pháp : Dập nóng và hút chân không

- Làm màng nhiều lớp:

- Bao PE (khổ lớn), HDPE, LDPE, … có in và không in

- Túi bánh kẹo (OPP/MCPP; OPP/CPP; OPP/PE; PET/MCPP; PET/CPP)

- Túi trà, cà phê, sữa (OPP/MCPP; PET/PE/MPET/PE; OPP/PE/Al/PE;

PET/PE/Al/PE)

- Túi thực phẩm chế biến: khô bò, Gạo, túi hạt gống, … (OPP/PE; OPP/PP;PET/PE; OPP/MCPP; PA/PE)

- Túi thủy hải sản (PA/PE; OPP/PE)

- Túi thuốc bảo vệ thực vật, thuốc thú y (PET/PE/Al/PE; PET/PE/MPET/PE)

- Túi bột giặt, chất tẩy rửa, mỹ phẩm(PET/PE; OPP/PE; PET/PE)

- Túi chất tẩy rửa dạng lỏng (PET/PE/Al/PE; PET/PE /LLDPE; PA/PE/LLDPE)

- Túi resort hút chân không (PET/AL/PA/CPP; PET/PA/AL/CPP;

PET/AL/PA/LLDPE)

- Màng ngọc : khăn lạnh, túi kem

Trong nhiều thế kỉ, bao bì nhựa đã được sử dụng phổ biến để chứa đựng thựcphẩm; đúc thành các chai, lọ, hộp nhựa đựng thực phẩm như: nước ép hoa quả tươi,bánh kẹo, sữa chua…; tạo sơị dệt bao bì đựng lương thực, ngũ cốc có khối lượnglớn; các loại túi xốp, túi đựng thực phẩm đã hoặc chưa qua chế biến… Khách hàngthích các sản phẩm nhựa vì họ luôn tin tưởng rằng đó là chất liệu bao bì tốt, tiện sửdụng, có khả năng chống thấm nước, hơi, chống oxi hóa hiệu quả; có thể sử dụngcho những sản phẩm thủy sản lạnh đông v.v… Bao bì nhựa còn được sử dụng đểtạo hình dạng các ly, chén, lọ, bình chứa các loại vật phẩm cần thanh trùng.

Tuy với những hạn chế đã phân tích về :khả năng chịu nhiệt kém, bị kéo giãn và

dễ đứt dưới tác dụng của lực, chống thấm dầu mỡ kém, dễ bị ảnh hưởng đến chấtlượng thực phẩm khi chứa đựng những sản phẩm nóng v.v… nhưng bao bì nhựavẫn được sử dụng nhiều nhất để chứa đựng thực phẩm và đặc biệt đối với văn hoácủa người Châu Á nói chung, người Việt nói riêng, thì ưa chuộng việc sử dụng bao

bì nhựa trong đời sống hằng ngày

Thời gian để phát triển những mẫu mã bao bì nhựa ngày càng được rút ngắn Cácnhà chế tạo bao bì nhựa sử dụng máy tính để thiết kế các mẫu mã mới và tạo ranhiều lựa chọn bao bì và trang trí khác nhau, các sản phẩm với mẫu mã nghệ thuật,

có quyền sở hữu trí tuệ thay vì chỉ tạo ra bao bì nhựa để chứa đơn thuần