Chương 8 Bao bì plastic

179 Chương BAO BÌ PLASTIC 8.1 ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA PLASTIC Nguyên liệu sản xuất plastic nguồn hydrocarbon từ dầu hỏa, tách trình lọc dầu Với trữ lượng dầu hỏa từ quặng mỏ lớn nên nguồn hydrocarbon vô phong phú, giá thành thấp Do công nghệ chế tạo vật liệu plastic với công nghệ bao bì plastic phát triển đa dạng, phong phú chủng loại; bao bì đạt tính cao chứa đựng, bảo quản loại thực phẩm Bao bì plastic thường không mùi, không vò, có loại đạt độ mềm dẻo, áp sát bề mặt thực phẩm tạo nên độ chân không cao trường hợp sản phẩm cần bảo quản chân không, có loại bao bì đạt độ cứng vững cao, chống va chạm học hiệu quả, chống thấm khí đảm bảo áp lực cao bên môi trường chứa thực phẩm Bao bì plastic suốt nhìn thấy rõ sản phẩm bên trong, mờ đục, che khuất hoàn toàn ánh sáng để bảo vệ thực phẩm; bên cạnh đó, có loại chòu nhiệt độ trùng nhiệt độ lạnh đông thâm độ Các loại bao bì plastic in ấn nhãn hiệu dễ dàng, đạt mức độ mỹ quan yêu cầu Ngoài ra, tính chất bật bao bì plastic nhẹ tất loại vật liệu bao bì khác, thuận tiện phân phối, chuyên chở Hiện nay, bao bì plastic chứa đựng thực phẩm thường bao bì lớp cấu tạo ghép hai hay ba loại vật liệu plastic lại với để bổ sung tính tạo nên bao bì hoàn thiện, đáp ứng yêu cầu loại thực phẩm chứa đựng Bao bì plastic không tái sử dụng sản xuất thực phẩm; sau lần chứa đựng thực phẩm, tái sinh tùy theo loại plastic Công nghệ chế tạo bao bì plastic phát triển cao độ, gây gia tăng ô nhiễm môi trường có số loại plastic khả tái sinh có số loại khó đạt đặc tính plastic tinh khiết ban đầu sau tái sinh Những vật liệu plastic có nguồn gốc từ phản ứng trùng hợp tái sinh dễ dàng loại có nguồn gốc từ phản ứng trùng ngưng 180 Plastic dùng làm bao bì thực phẩm thuộc loại nhựa nhiệt dẻo, có tính chảy dẻo thuận nghòch nhiệt độ thấp nhiệt độ phá hủy, nhiệt độ cao trở nên mềm dẻo (nhiệt độ chưa đến điểm phá hủy cấu trúc) nhiệt độ hạ xuống trở lại đặc tính ban đầu Plastic loại polyme chứa 5000 ÷ 10.000 monomer, có dạng sau: - Homopolyme: cấu tạo từ loại monomer - Copolyme: cấu tạo từ hai loại monomer - Terpolyme: cấu tạo từ ba loại monomer Ở nhiệt độ thường plastic đồng thời tồn hai trạng thái kết tinh vô đònh hình * Trạng thái kết tinh: mạch polyme xếp song song, có đònh hướng rõ rệt, mạch polyme song song hình thành liên kết ngang tạo nên mạng lưới có xếp trật tự làm cho cấu trúc khối polyme bền vững Trường hợp mạng lưới polyme có cấu tạo dạng xoắn làm tăng tính chống thấm khí hơi, tính bền cơ, bền hóa plastic (H.8.1a,b,c) Hình 8.1: Các dạng xếp song song mạch polyme trạng thái kết tinh a) Các mạch polyme xếp song song nhau, có tạo nối kết mạch; b) Dạng xoắn mạch polyme xếp song song; c) Dạng lưới * Trạng thái vô đònh hình: mạch polyme không xếp song song theo trật tự, xếp đònh hướng, không sinh liên kết ngang nối kết mạch polyme Sự tồn nhiều vùng trạng thái vô đònh hình làm giảm tính chống thấm khí, hơi, chất béo plastic - Khí có khuynh hướng khuếch tán qua màng từ vùng có áp suất cao đến vùng áp suất thấp Khí có trọng lượng phân tử cao thường có hệ số khuếch tán qua màng thấp Nhiệt độ cao làm tăng tính thấm khí qua plastic 181 Nếu mạch polyme có cấu tạo dạng cis tran, có nhiều nhánh hay có nhiều nhóm ngoại khó tạo vùng kết tinh, tạo nên vùng kết tinh, polyme tồn dạng vô đònh hình, có tính chống thấm khí Vùng trạng thái kết tinh polyme tăng lên có tác động kéo dãn đònh hướng, có xếp lại mạch polyme; vùng kết tinh bò giảm thấp đáng kể tăng nhiệt độ, đến gần nhiệt độ phá hủy cấu trúc hạ nhiệt độ đến lạnh thâm độ Plastic sản xuất dạng màng có độ dày ≤ 0,025 mm dạng có độ dày > 0,025 mm 8.2 CÁC LOẠI PLASTIC LÀM BAO BÌ THỰC PHẨM Đặc tính chòu nhiệt plastic làm bao bì thực phẩm quan tâm sau: - tnc : nhiệt độ plastic bắt đầu chảy nhão - thàn : nhiệt độ máy hàn áp đặt vào plastic để mí bao bì plastic chảy nhão dính vào tạo kín cho bao bì - tmin : nhiệt độ thấp mà plastic chòu không bò biến đổi đặc tính Bao bì thực phẩm loại plastic riêng biệt ghép kết hợp nhiều lớp plastic khác thành lớp: Một số loại plastic: - Dạng homopolyme PE: bao gồm LDPE, LLDPE, MDPE, HDPE - LLDPE: linear low density polyethylene - LDPE: low density polyethylene - MDPE: medium density polyethylene - HDPE: high density polyethylene PP : polypropylene OPP : oriented polypropylene PET : polyethyleneglycol therephthalate PS : polystyrene OPS : oriented polystyrene EPS : expanded polystyrene (foamed polystyrene) PVC : polyvinyl chloride PVDC : polyvinylidene chloride PA : polyamide PVA : poly vinylacetat PC : polycarbonate - Dạng copolyme EVA : ethylene + vinylacetat EVOH : ethylene + vinylalcohol EAA : ethylene + axit acrylic EBA : ethylene + butylacrylate EMA : ethylene + methylacrylate EMAA : ethylene + axit methylacrylic 8.3 POLYETHYLENE - PE 8.3.1 Polyethylene Polyethylene sản xuất từ trùng hợp khí ethylene C2H4 (CH2 = CH2) tạo thành mạch polyme (–CH2–CH2–)n Tùy mục đích sử dụng pha phụ gia vào PE chất TiO2 để tạo độ đục, C để tạo màu đen ngăn chặn ánh sáng thấy được, tác nhân trượt, chất làm chậm cháy chất màu PE phân làm ba nhóm theo khối lượng riêng sau: LDPE : 0,91 ÷ 0,925 g/cm3 MDPE : 0,926 ÷ 0,94 g/cm3 HDPE : 0,941 ÷ 0,965 g/cm3 LLDPE : 0,92 g/cm3 Plastic PE sử dụng với tỷ lệ cao so với tổng lượng plastic sử dụng năm (khoảng 40 ÷ 50%), số lượng ba loại LDPE, LLDPE HDPE sử dụng với tỷ lệ gần tương đương 1- Cấu trúc PE Cấu trúc mạch polyethylene không mang nhánh: - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 mang nhánh với mạch nhánh dài ngắn khác 183 CH2 - CH2 - CH3 | - CH2 - CH2 - CH2 - CH - CH2 - CH2 - CH2 - CH - CH2 - CH2 - - CH2 - CH3 | CH2 - CH2 - CH2 - - CH2 - CH3 Sự phát sinh nhiều mạch nhánh ngăn cản phát triển độ dài mạch 2- Phản ứng trùng hợp Phản ứng trùng hợp PE xảy áp suất p=1000 ÷ 3000at khoảng nhiệt độ to=100 ÷ 300oC, to>300oC gây thoái hóa mạch polyme Áp suất nhiệt độ trùng hợp PE điều chỉnh để đạt cấu trúc mạch PE theo yêu cầu PE thường trùng hợp áp suất cao để hạn chế tạo thành mạch nhánh lớn gây nên xếp không trật tự mạch tạo nên nhiều vùng cấu trúc vô đònh hình làm giảm tính bền giảm tính chống thấm PE Hình 8.2: Các vùng có cấu trúc kết tinh Vùng tinh thể LDPE đạt khoảng 50 ÷ 70% thấp so với tỷ lệ vùng tinh thể HDPE 75 ÷ 90% Nếu chuỗi song song xếp gần lực hút chúng bò giảm, bò gia nhiệt mạch polyme dễ dàng khỏi lực liên kết tương đối chúng phá vỡ cấu trúc tinh thể giảm khả chống thấm khí PE Vì mạch nhánh chứa gốc - CH3 cuối mạch, nên xác đònh mạch nhánh cách xác đònh số nhóm - CH3/100 nguyên tử C phương pháp quang phổ hồng ngoại Sự phát sinh số lượng lớn mạch nhánh ngăn cản phát triển chiều dài mạch Nếu mạch polyme mạch nhánh dài ngăn cản kết tinh hay đóng rắn hoàn toàn khối PE, giai đoạn làm nguội Do vùng xếp không trật tự thường vùng khối PE, có cấu trúc vô đònh hình Các vùng có khả tạo cấu trúc kết tinh vùng có chứa mạch polyme không dài 8.3.2 So sánh cấu trúc đặc tính LDPE LLDPE Đặc điểm cấu trúc LLDPE so với LDPE: chuỗi polyme thẳng kích thước ngắn chứa đa số mạch nhánh ngắn, số mạch ngắn so với LDPE, mà tạo nên tỷ lệ vùng kết tinh cao so với LDPE LLDPE chế tạo dựa sở chế tạo LDPE, trùng hợp điều kiện áp suất thấp so với LDPE (689 - 2068 KN/m2) nhiệt độ khoảng 180 ÷ 250°C 1- Đặc tính màng bao bì LDPE LLDPE Màng LDPE LLDPE suốt, có ánh mờ, có bề mặt bóng láng, mềm dẻo LLDPE suốt mềm dẻo LDPE 2- Tính chống thấm oxy nên dùng làm bao bì chống oxy hóa Tốc độ thẩm thấu khí O2 ( cm3 / 25μm/m2 / 24h/atm 23o C) = 6000 Tốc độ thẩm thấu nước ( g/ 25μm/m2 / 24h/atm38o C, RH90%) = 20 Tốc độ thẩm thấu CO2 ( cm3 / 25μm/m2 / 24h/atm 23o C) = 3000 Tốc độ thẩm thấu khí qua màng tính thể tích khí (cm3) thẩm thấu qua màng có độ dày tiêu chuẩn 25 μ m, qua diện tích màng 1m2, thời gian 24 áp suất 1atm nhiệt độ 23oC Tốc độ thẩm thấu qua màng tính khối lượng (g) thẩm thấu qua màng điều kiện tiêu chuẩn khí nhiệt độ 38oC hàm ẩm không khí 90% 3- Tính chòu nhiệt độ hai loại sau: LDPE: LLDPE: tnc = 85 ÷ 93oC tnc = 95 ÷ 180oC tmin = – 57oC tmin = – 57oC thàn = 100 ÷ 110oC thàn = 120 ÷ 200oC tnc: nhiệt độ plastic bắt đầu mềm dẻo 185 Nhiệt độ mềm dẻo LDPE thấp 100oC (tmax), LLDPE khoảng biến động cao (95 ÷ 180oC), nhiệt độ thâm độ chòu thấp loại plastic: –57oC, LDPE LLDPE dùng làm bao bì thủy sản lạnh đông Trong trình chế tạo nhiệt độ trùng hợp >300oC (trong điều kiện 1000 ÷ 3000atm) gây thoái hóa mạch polyme làm giảm thấp tính bền LDPE LLDPE 4- LLDPE nâng cao tính bền hóa, tính bền nhiệt tính bền (kéo, xé, đâm thủng) so với LDPE độ dày Do đó, LLDPE dùng làm bao bì chứa đựng vật nặng, thay cho LDPE dễ bò kéo dãn, rạn nứt tác dụng lực 5- LLDPE có tính bám dính thấp so với PVC EVA nên không thuận tiện làm màng co cấu tạo màng ghép với LLDPE làm lớp LDPE làm lớp để tạo màng tăng tính bền tác động học, pha trộn LLDPE EVA để làm màng co, bọc thực phẩm 6- LLDPE có tỉ trọng cao LDPE Bề mặt trơn láng tính dẻo cao 7- LDPE có điểm mềm thấp 100oC, sử dụng làm bao bì thực phẩm có trùng, tiệt trùng nước sấy không khí nóng khoảng 100oC LDPE có tính hàn dán nhiệt dễ dàng, dùng làm lớp bao bì ghép để dễ hàn kín, nhiệt độ hàn dán ≈ 110 oC, LLDPE khó hàn dán nhiệt (có thể nóng chảy 180oC) 8- Bền nhiệt độ 60÷70oC 9- Chống thấm nước nước tốt 10- Tính chống thấm khí O2, CO2, N2 LDPE có tính chống thấm dầu mỡ (có thể bò dầu mơ thẩm thấu qua màngõ), LLDPE cải thiện tính 11- Tính bền hóa học cao tác dụng axit, kiềm, dung dòch muối vô 12- LDPE LLDPE bò căng phồng hư hỏng tiếp xúc với dung môi hữu hydrocarbon hydrocarbon thơm, dầu hỏa, tinh dầu thực vật chất tẩy H2O2, HClO, chất thẩm thấu qua bao bì LDPE LLDPE, làm gãy đứt mạch polyme, gây hư hỏng bao bì Loại bao bì MDPE HDPE có tính bền cao 13- Màng PE chiếu xạ có biến đổi như: - Vàng hơn, độ suốt cao - Trở nên cứng dòn - Chòu nhiệt tốt hơn, không bò hư hỏng 105oC thời gian dài chòu nhiệt độ 230oC thời gian ngắn Các loại PE sản xuất có độ dày màng: 25 ÷ 100μm; màng phủ bên có độ dày 10 ÷ 50μm 14- Khả in ấn bề mặt PE không cao, dễ bò nhòa nét in màng PE bò kéo dãn 15- PE cho khí, hương thẩm thấu xuyên qua, PE hấp thu giữ mùi thân bao bì, mùi hấp thu thực phẩm chứa đựng, gây giá trò cảm quan thực phẩm Công dụng LDPE LLDPE - LDPE thường dùng làm lớp lót bao bì ghép nhiều lớp để hàn dán dễ dàng nhiệt độ hàn thấp, mối hàn đẹp, không bò rách; cấu tạo bao bì cho (do lớp plastic bên có nhiệt độ hàn cao nhiệt độ hàn PE, tiếp xúc trực tiếp với phận hàn mối hàn không bò, nứt rách - Có thể dùng làm lớp phủ bên loại giấy, bìa cứng, giấy bìa carton gợn sóng để chống thấm nước, nước - Làm bao bì chứa đựng thủy sản lạnh đông, ghép với PA làm lớp bao bì, chứa đựng thủy sản lạnh đông có hút chân không - Làm túi đựng thực phẩm tạm thời, chứa đựng để chuyển tính bảo quản - Dùng để bao gói rau, tươi sống bảo quản theo phương pháp ức chế hô hấp hiệu kinh tế 8.3.3 HDPE HDPE trùng hợp từ ethylene CH2 = CH2 áp suất khí với nhiệt độ 70oC; áp suất 2750 ÷ 3450kN/m2 nhiệt độ 100 ÷ 175oC Cấu trúc: HDPE cấu tạo đa số chuỗi polyetylene thẳng xếp song song, mạch thẳng monomer có nhánh ngắn số nhánh không nhiều Tính chất: HDPE có tính cứng vững cao, suốt có mức độ mờ đục cao LDPE, độ bóng bề mặt không cao, chế tạo thành màng đục có phụ gia TiO2 187 - Khả bền nhiệt cao LDPE, nhiệt độ hóa mềm dẻo tnc = 121oC, nên làm bao bì thực phẩm áp dụng chế độ trùng pasteur; làm bao bì thực phẩm đông lạnh thủy sản vì: tmin=– 46oC, thàn=140 ÷ 180oC - Ngoài tính cứng vững cao HDPE có độ bền học cao, sức bền kéo, sức bền va chạm, bền xé cao LDPE LLDPE, bò kéo giãn, gây phá vỡ cấu trúc polyme tác dụng lực tải trọng cao - Tính chống thấm nước, nước tốt - Tính chống thấm chất béo tốt LDPE LLDPE - Tính chống thấm khí, hương cao LDPE LLDPE - Khả in ấn tốt so với LDPE tương đương với LLDPE Công dụng HDPE - HDPE có độ cứng vững cao, tính chống thấm khí, tốt, tính bền học cao nên dùng làm vật chứa đựng thùng (can chứa đựng) tích ÷ 20 lít với độ dày khác để đảm bảo độ cứng vững bao bì theo khối lượng chứa đựng - Túi xách để chứa loại vật, vật phẩm, lớp bao bọc để chuyển vật phẩm - Nắp số chai lọ thủy tinh - HDPE thường không dùng làm bao bì để bao gói thực phẩm chống oxy hóa - HDPE dùng làm lớp bao bọc cách điện cho loại dây cáp nước cho rada MDPE có tính trung gian LDPE HDPE sản xuất sử dụng thò trường 8.4 CÁC LOẠI PE ĐỒNG TRÙNG HP PE đồng trùng hợp Plastic đồng trùng hợp ethylene monomer khác phát triển có nhiều ứng dụng năm qua, gọi PE đồng trùng hợp; sản phẩm tỷ lệ PE thường cao thành phần phối liệu Điều kiện để tạo nên loại plastic PE đồng trùng hợp là: monomer khác phải có tương đồng hóa học với ethylene, phản ứng trùng hợp diễn điều kiện thích hợp chất xúc tác, nhiệt độ, thời gian, áp suất EVA (ethylene vinyl acetat), (vinyl acetat ký hiệu VA) EVA khác với PVA (polyvinyl acetat homopolyme) Loại EVA copolyme đồng trùng hợp ethylene vinyl acetat Theo lý thuyết tỷ lệ vinyl acetat copolyme khoảng ÷ 99%; sản phẩm thương mại thường có tỷ lệ vinyl acetat (VA) khoảng thấp 50% Loại EVA có tỷ lệ 21 ÷ 50% VA dùng chất phụ gia làm chất kết dính; loại sử dụng làm chất tạo màng thường có tỷ lệ VA khoảng ÷ 20%; tỷ lệ phối trộn VA thay đổi có ảnh hưởng lớn đến tính chất EVA Màng EVA sản xuất theo phương pháp thổi đúc tùy theo độ dày yêu cầu Loại màng EVA có tỷ lệ VA khoảng ÷ 8% có tính chất giống LDPE, màng co có tỷ lệ EVA khoảng 15 ÷ 20% có tính chất giống với PVC dẻo dai dùng làm màng co Tính chất màng EVA thay đổi theo tỷ lệ VA phân tử nhìn chung so sánh với LDPE ta thấy sau: 1- Nhiệt độ hàn ghép mí thấp 2- Độ bền cao 3- Tính chống thấm nước khí thấp 4- Các đặc tính ổn đònh nhiệt độ thường 5- Tính chất trượt EVA thấp, tức hệ số ma sát cao 6- EVA hàn nhiệt đòi hỏi lượng cao PVC 7- Khả in tốt 8- EVA dễ bò hư hỏng nhiệt độ cao Nhìn chung, EVA có đặc điểm tính mềm dẻo cao, có nhiệt độ hàn ghép mí thấp so với PE Về phương diện hàn dán chúng tốt vài polyme khác Khi EVA bò hư hỏng cấu trúc không gây ô nhiễm môi trường Một số điểm hạn chế EVA độ ma sát cao, cần phải tăng thêm chất phụ gia tác nhân trượt để tạo độ láng bóng bề mặt Ngoài có loại PE đồng trùng hợp khác như: - EVOH - ethylene vinyl alcohol viết tắt EVAL: • Có tính chống thấm oxy, tăng theo tăng hàm lượng vinyl alcohol • EVOH có tính thấm nước - EAA (ethylene axit acrylic) • Có khả bám dính cao nhờ nhóm axit acrylic, đồng thời có tính ăn mòn thiết bò Loại plastic EAA thường chế tạo Khe hẹp phẳng khe hình vành khăn điều chỉnh kích thước để tạo nên độ dày plastic mong muốn Áp lực tốc độ không khí thổi vào ống trụ plastic sản phẩm ảnh hưởng lớn đến sản phẩm, tốc độ áp lực gió thấp, sản phẩm plastic dạng trụ tròn nối đuôi dính vào nhau, khó tháo gỡ, cắt thành đơn mà gây phế phẩm, không khí thổi vào nhằm làm nguội nhanh màng plastic dạng ống Điều kiện nhập liệu phải nghiêm ngặt, nguyên liệu không bò rơi vãi gây ô nhiễm môi sinh, tai nạn lao động trơn trợt * Nguyên liệu plastic nhập liệu không lẫn nước, trình đùn ép, nhiệt gây hư hỏng cấu trúc plastic, gia nhiệt plastic đến trạng thái nóng chảy phải thực ổn đònh tốc độ nhập liệu đồng - Từ tạo dạng túi chứa đựng cách cắt ép phẳng cuộn ống plastic lại theo chiều dài Túi đựng vật phẩm loại túi hàn đáy (thân liền không hàn), miệng hở để chứa đựng, sau hàn kín miệng - Từ ống trụ rọc thành hai lớp màng, màng ghép với loại plastic khác phương pháp ép nhiệt hay có khối keo kết dính tạo thành màng nhiều lớp làm bao bì đựng thực phẩm (H.8.16): dạng (a) đường hàn thân hàn đáy hàn miệng túi dạng (b) hai đường hàn mép thân hàn đáy hàn miệng túi - Màng nhiều lớp chế tạo phương pháp đùn ép đồng thời nhiều loại vật liệu qua khe thẳng (H.8.11) Nguyên tắc hoạt động thiết bò đùn ép Vật liệu plastic nhập vào máy qua phễu nhập liệu, đun nóng chảy phần thân trục vít (Bộ phận gia nhiệt), sau plastic lỏng nén với áp suất tăng dần chuyển động xoay tròn trục vít dạng trụ côn Tiếp theo plastic đưa đến phần đònh lượng nén đùn cửa khuôn Cửa khuôn khe thẳng (H.8.7) Đối với dạng màng để chế tạo màng plastic, plastic Cửa khuôn hình vành khăn có chiều rộng vành khăn ≤ 0,025mm để tạo màng plastic có dạng ống trụ tròn (H.8.8) ống thổi không khí bên để làm nguội không dính vào đùn ra, ống có nhiệt độ cao Đây gọi phương pháp đùn thổi để chế tạo màng plastic 224 Thiết bò đùn ép; 2- Thiết bò đúc tấm; 3- Thiết bò xử lý bề mặt để dễ in ấn 4- Thiết bò plastic; 5- Dụng cụ, thiết bò độ dày Hình 8.7: Sơ đồ hệ thống thiết bò sản xuất plastic Hình 8.8: Sơ đồ hệ thống thiết bò chế tạo màng plastic dạng ống trụ Màng plastic dạng ống trụ ép dẹp thành hai lớp màng nối với bên hông sau rọc bên hông để tách biệt thành hai màng cuộn lại Các cuộn plastic sở để thực việc ghép nhiều lớp vật liệu lại phương pháp ép nhiệt có dùng lớp keo kết dính polyme đồng trùng hợp PE Trong trình đùn ép tạo màng plastic dạng ống (dạng ống trụ ép phẳng), ghép với loại vật liệu khác để ép đùn lúc tạo nên loại màng đạt tính yêu cầu cao Trường hợp đùn thổi PP, áp lực dòng không khí thổi bên bong bóng plastic làm nhiệm vụ kéo dãn màng PP theo phương thẳng đứng theo phương ngang, phần đònh hướng màng plastic Hình 8.9: Nguyên tắc chế tạo màng plastic (đơn loại vật liệu) phương pháp đùn thổi Các đặc trưng phương pháp đùn plastic dạng ống (bong bóng, plastic) - Trục vít đùn thiết bò đùn ép quan trọng, thiết kế tùy theo loại polyme, trục đặc trưng tỉ số chiều dài (L) đường kính (D), tỉ số L: D vào khoảng 15:1 đến 30:1, tỉ số áp lực nén thay đổi từ đến lần - Bong bóng plastic tạo thành thường bò giảm bề dày bò giãn theo phương ngang: tỉ lệ đường kính bong bóng plastic so với đường kính cửa khuôn trường hợp vật liệu LDPE 2:1 đến 2,5:1 226 Tốc độ áp lực dòng không khí tạo bong bóng plastic đònh độ dày, độ bền cơ, độ suốt, mờ đục, độ sáng bóng bề mặt màng plastic - Tỉ số tốc độ kéo trục lăn (1) (H.8.9) so với tốc độ đùn plastic từ thiết bò ép đùn đạt: 20:1 đến 40:1 màng plastic đònh hướng theo chiều dài chiều ngang Các ưu khuyết điểm phương pháp đùn ép dạng ống dạng màng phẳng - Phương pháp đùn ép tạo màng dạng ống cho màng plastic có tính bền cao hơn, hiệu kinh tế cao - Phương pháp đùn ép tạo màng phẳng chủ động thay đổi độ dày màng cách dễ dàng chế tạo màng ghép nhiều vật liệu, để đạt loại bao bì có tính ưu việt hơn, phương pháp làm nguội nhanh màng plastic phẳng thành phẩm, tạo độ suốt cao cho màng nhiễu xạ ánh sáng nhiều tinh thể hình thành từ trình làm nguội nhanh, không tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng nên không bò nhiễu xạ gây mờ đục Đònh hướng màng plastic theo hai chiều Nguyên tắc đònh hướng màng plastic để cải thiện tính năng: trường hợp OPP màng PP sau đùn ép từ cửa khuôn khe thẳng tiếp tục gia nhiệt kéo dãn theo chiều dọc chiều ngang lăn với tốc độ tương ứng Hình 8.10: Nguyên tắc đònh hướng hai chiều để cải thiện tính chất số plastic Hình 8.11: Nguyên tắc ép đùn tạo ghép lớp Để tạo plastic ghép nhiều lớp vật liệu với nhau, loại vật liệu đưa qua thiết bò đùn ép (1),(2), (3) theo đường dẫn a, b, c đến khe hở thẳng tạo màng lớp Phương pháp đúc thổi sản xuất chai lọ plastic Nhựa rót vào khuôn (1) tạo phôi nhựa (2), sau phôi nhựa tháo khỏi khuôn gia nhiệt trở lại đưa vào khuôn có hình dạng mong muốn (4) thổi khí với áp lực cao để nhựa bám khuôn tạo thành hình dạng mong muốn (5), sau tháo khỏi khuôn (6) 228 Hình 8.12: Chai lọ đúc thổi hai lần qua hai khuôn Hình 8.13: Nguyên tắc tạo hình chai lọ plastic phương pháp đùn thổi khuôn Plastic đùn vào khuôn theo ống dẫn từ thiết bò đùn ép, thổi khí với áp lực cao từ phía miệng khuôn phía làm cho nhựa bám vào thành khuôn, sau dỡ khuôn để lấy chai lọ cắt phần nhựa thừa đáy chai 8.17.2 Đong đònh lượng sản phẩm vào bao bì Hình 8.13: Sơ đồ nguyên tắc rót đònh lượng thực phẩm dạng bột khô 230 a) Nguyên tắc rót đònh lượng thực phẩm dạng bột dạng lỏng Sản phẩm đưa vào phễu nhập liệu, valve đònh lượng mở để sản phẩm đổ vào đầy piston, valve tự động đóng lại mở cửa tháo liệu để tháo xuống bao bì Nguyên tắc rót đònh lượng áp dụng để đóng thực phẩm vào loại bao bì Lượng xác đònh thực phẩm điều chỉnh theo đònh lượng piston đònh lượng Hình 8.14: Sơ đồ nguyên tắc chiết rót đònh lượng thực phẩm dạng lỏng dạng past a) Đònh lượng trước chiết rót; b) Chiết rót thực phẩm vào bao bì b) Nguyên tắc rót đẳng áp chất lỏng đồng vào chai Hình 8.15: Chiết rót đònh lượng chất lỏng vào chai theo (cả chai thủy tinh chai nhựa) nguyên tắc đẳng áp Bộ phận chiết chai gồm bể chứa chất lỏng, đường ống dẫn chất lỏng vào chai có van A; ống xiphông có đầu thông với áp suất không khí bể chất lỏng đầu đưa vào chai mức chất lỏng rót đầy Hình 8.16: Nguyên tắc rót thực phẩm dạng bột khô dạng lỏng đóng bao bì plastic Van A mở chất lỏng bể chảy vào chai theo trọng lực (chai bể thông áp suất khí quyển), mực chất lỏng đến đầu ống xiphông (tức mức mong muốn) phần chất lỏng xuống ống xiphông trở lại bể lúc dừng trình chiết chai: áp lực khí chai bể, mực nước bể ống Ngay thời điểm chai tự động hạ xuống chuyển sang dây chuyền đóng nắp Tốc độ dòng chảy vào chai (V) tính công thức poisenille U= T L p.d4 128μl 232 với: p - áp suất bề mặt bể chất lỏng d - đường kính ống dẫn chất lỏng có van A μ - độ nhớt chất lỏng chiết rót l - chiều dài ống dẫn chất lỏng chiết Bao bì đựng thực phẩm dạng bột khô thường có dạng túi, cấu tạo hai cách sau: - Cấu tạo từ màng plastic loại mảnh cuộn lại (H.8.16a) ghép mí theo đường thân phương pháp hàn nhiệt - Cấu tạo từ hai màng plastic tạo thành hai mặt bao bì, chúng ghép mí hai bên hông thân phương pháp hàn nhiệt c) Đóng bao bì thực phẩm dạng rắn có hình khối chữ nhật Hình 8.17: Đóng bao bì thực phẩm dạng khối loại bánh biscuit Cuộn bao bì in nhãn hiệu sẵn, duỗi xếp thành ba mặt; hệ thống tự động đònh lượng đặt thực phẩm (bánh khô) lên bề mặt băng tải, màng plastic cắt rời xếp thành bao hoàn chỉnh, hàn đường thân hàn mí hai đầu Công suất máy đạt 1300 gói/phút Hình 8.18: Máy hàn nhiệt thủ công ghép mí bao bì plastic chứa thực phẩm dạng khô past 234 d) Đối với trường hợp đóng bao bì thủ công Bao bì cấu tạo dạng ống thân liền vết hàn, hàn đáy đóng bao bì Loại túi dạng ống liền thân cấu tạo loại vật liệu, ghép với nhiều vật liệu khác Thực phẩm khô sau đònh lượng, rót vào bao bì plastic (H.8.13) bao bì plastic có dạng ống hàn không hàn thân (trường hợp ống liền thân) ghép mí đáy trước Tiếp theo ghép mí đầu nhập liệu Thiết bò hàn ghép mí bao bì plastic dùng nhiệt cao, nhiệt độ hàn thích hợp loại plastic gây chảy mềm lớp plastic chúng dính vào Yêu cầu hai lớp bao bì ghép dính vào o o loại vật liệu có tchả y mềm < tchảy lớp vật liệu bên tiếp xúc trực tiếp với ngàm ép thiết bò đóng bao bì 8.17.3 Nguyên tắc đóng nắp - dán nhãn bao bì 1- Đóng nắp ren Hình 8.19: Dây chuyền đóng nắp chai miệng ren, nắp ren a) Đóng nắp lăn; b) Đóng nắp roto Chai nạp thực phẩm nắp cung cấp đến phận đóng nắp băng chuyền riêng biệt, cho chai di chuyển đến gặp nắp vào phận gồm lăn siết chặt nắp vào miệng chai (H.8.19a) Hoặc chai nạp thực phẩm di chuyển băng chuyền đến vừa roto có mang nắp (bên trong) hạ xuống gặp miệng chai siết chặt nắp vào miệng chai 2- Dán nhãn bao bì Giấy nhãn từ phận chứa hút sang trống chân không in hạn sử dụng, sau theo chiều xoay trống gặp trống chân không hút sang bề mặt trống 2, theo chiều xoay trống nhãn đưa đến phận bôi keo tiếp tục xoay đến áp sát bề mặt chai di chuyển dây chuyền dán vào chai Keo sử dụng dán nhãn loại keo Casein Công đoạn dán nhãn thường áp dụng cho chai thủy tinh, loại chai lọ plastic in phun trực tiếp mặt chai Hình 8.20: Nguyên tắc hoạt động phận dán nhãn chai 236 Câu hỏi: 8.1 Xếp thứ tự khả chống thấm khí, thấm hương từ cao đến thấp loại plastic: HDPE, PET, OPP, PE, PP, PS a) OPP > PET > PP > HDPE > LDPE > PS b) PET > PP > OPP > HDPE > LDPE > PS c) PET > OPP > PP > HDPE > LDPE > PS d) OPP > PET > PP > HDPE > PS > LDPE 8.2 Xếp thứ tự tỷ trọng từ cao đến thấp loại plastic: HDPE, PET, OPP, PP, LDPE a) PET > PS > HDPE > LDPE > PP > OPP b) PET > PS > LDPE > HDPE > PP > OPP c) PET > PS > HDPE > LDPE > OPP > PP d) PS > PET > HDPE > LDPE > PP > OPP 8.3 Từ hình 8.1, thòt gà tươi sống xử lý đóng bao bì yêu cầu bảo quản để bán vòng 24 Hình 8.1 A- Lạnh đông -40oC bảo quản -18oC B- Bảo quản 0÷4oC C- Bảo quản chân không D- Chống thấm khí, O2, N2 E- Chống thoát ẩm F- Nhìn xuyên thấu G- Chắn ánh sáng phần (chỉ thấy mờ không thấy rõ) 237 Tìm câu trả lời đúng: 8.4 a) A, C, D, E, F b) B, E, F c) B, C, D, E, F d) B, C, D, E, G Loại vật liệu cho khả in ấn cao: A- PP B- PE C- PS D- PET E- OPP F- Nylon Tìm câu trả lời đúng: 8.5 a) A + D + E b) A + C + D + E c) D + F d) A + B + D Từ liệu câu 8.3, thòt gà sau giết mổ, xử lý, bao gói kín bao bì plastic sau đây: a) PET b) HDPE c) PP d) PS Tài liệu tham khảo: Các trang web www.vinpas.vn www.vietnamplasticnews.com Bouslead I., Resource Use and Liquid food Packaging, Incpen LonDon, 1993 Abe, S and Y Kondoh Oxygen absorbers In Controlled/Modified Almosphere/Vacuum Packaging of food, A.L.Brody(Ed.),Food and Nutrition Press, Inc.Trumbull,Connecticut,1989,chap.9 Coulon, M.and P.Louis.Modified Atmosphere packaing of precooked foods.In controlled Modified/Atmosphere/Vaccum packaing of foods, A.L.Brody(Ed.),Food &Nutriyion Press,inc.,Trumbull,Conecticut,1989,chap.8 Delassus, P.T.,J.C.tou,M.A.Babinec,D.C.Rulf, B.K.Karp and B.A Howell.Transport of apple aromas in polymer films In food and packaing Interactions, J.H.Hotchkiss(Ed.), ACS Symposium Series 365, American chemical society Washington D.C.,1988,chap.2 ... - tnc : nhiệt độ plastic bắt đầu chảy nhão - thàn : nhiệt độ máy hàn áp đặt vào plastic để mí bao bì plastic chảy nhão dính vào tạo kín cho bao bì - tmin : nhiệt độ thấp mà plastic chòu không... độ đến lạnh thâm độ Plastic sản xuất dạng màng có độ dày ≤ 0,025 mm dạng có độ dày > 0,025 mm 8.2 CÁC LOẠI PLASTIC LÀM BAO BÌ THỰC PHẨM Đặc tính chòu nhiệt plastic làm bao bì thực phẩm quan tâm... mà plastic chòu không bò biến đổi đặc tính Bao bì thực phẩm loại plastic riêng biệt ghép kết hợp nhiều lớp plastic khác thành lớp: Một số loại plastic: - Dạng homopolyme PE: bao gồm LDPE, LLDPE,