Bao bì kim loại với chất lượng sản phẩm thực phẩm

Phân loại bao bì thực phẩm Bao bì được chia làm hai loại: bao bì kín và bao bì hở a Bao bì kín Chứa đựng sản phẩm làm nhiệm vụ ngăn cách không gian xung quanh vậtphẩm thành hai môi trườn

MỞ ĐẦU

Thực phẩm là nhu cầu cần thiết cho sự sống và phát triển của loài người Thời

kì sơ khai, thực phẩm đơn giản cả về phương pháp chế biến và bảo quản Khi khoa học

kĩ thuật phát triển nhanh chóng thì việc chế biến lương thực, thực phẩm cũng tiếnnhững bước khá nhanh, cách xa so với trình độ chế biến cổ xưa Cho đến khi xuất hiện

sự bổ sung những kĩ thuật chế biến để ổn định sản phẩm trong thời gian lưu trữ thì mộtngành công nghiệp mới ra đời công nghiệp thực phẩm

Những thành tựu mới nhất của các ngành khoa học đã được con người áp dụngvào sản xuất và chế biến lương thực, thực phẩm Hầu hết các loại thực phẩm đều bịảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài như nước, đất, bụi, oxi, vi sinh vật Vì vậy chúngphải được chứa đựng trong bao bì kín

Theo xu hướng đi lên của xã hội, con người ngày càng có nhu cầu cao hơn vềgiá trị cảm quan và đòi hỏi về tính thẩm mĩ Do đó, mẫu mã bao bì cũng dần trở thànhyếu tố quan trọng trong cạnh tranh

Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó bao bì ra đời không chỉ với chức năng đơnthuần là bao gói và bảo vệ sản phẩm mà đã trở thành công cụ chiến lược trong quảng

bá sản phẩm và gây dựng thương hiệu

Với sự phát triển mạnh mẽ của ngành cơ khớ, chất dẻo, công nghệ vật liệu, bao

bì kim loại ra đời Với ưu thế vượt bậc về thời gian bảo quản và giữ hương vị sảnphẩm, trong thời gian ngắn bao bì kim loại đã tạo nên bước đột phá cho công nghệ bảoquản thực phẩm

Tại sao bao bì kim loại lại có thể làm được điều đó? Câu trả lời sẽ có trong bài

đồ án mà tôi xây dựng dưới đây?

CHƯƠNG I SƠ LƯỢC VỀ BAO BÌ KIM LOẠI

1.1 Định nghĩa, phân loại bao bì thực phẩm

1.1.2 Phân loại bao bì thực phẩm

Bao bì được chia làm hai loại: bao bì kín và bao bì hở

a) Bao bì kín

Chứa đựng sản phẩm làm nhiệm vụ ngăn cách không gian xung quanh vậtphẩm thành hai môi trường:

• Môi trường bên trong bao bì

• Môi trường bên

Loại bao bì kín hoàn toàn được dựng để bao bọc những thực phẩm chế biến côngnghiệp, để đảm bảo chất lượng sản phẩm sau quá trình sản xuất và trong suốt thờigian lưu hành trên thị trường cho đến tay người tiêu dùng

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

Các bao bì thực phẩm thông dụng:

- Bao bì giấy

- Bao bì kim loại

- Bao bì thủy tinh

- Bao bì gốm sứ.

- Bao bì nhựa

- Bao bì tổng hợp

1.2 Lịch sử phát triển của bao bì kim loại

Bao bì kim loại trở thành một ngành công nghệ vào thế kỷ XIX và phát triểnmạnh nhất vào đầu thế kỷ XX Nó vẫn tiếp tục phát triển nhờ ngành luyện kim và cơkhí chế tạo máy chế tạo ra vật liệu kim loại tính năng cao và thiết bị đóng bao bì luônđược cải tiến

Nhu cầu ăn liền cho những vùng xa nơi không thể cung cấp thực phẩm tươi sốnghoặc đáp ứng yêu cầu của một số đối tượng do điều kiện sống và điều kiện công táckhông có thời gian chế biến ngày càng tăng Bao bì kim koại chứa đựng thực phẩm ănliền ra đời đã đáp ứng được yêu cầu trên, có thể bảo quản thực phẩm trong thời giandài 2 - 3 năm, thuận tiện cho chuyên chở phân phối nơi xa

1.3 Phân loại bao bì kim loại

1.3.1 Phân loại theo hình dạng

- Lá kim loại (giấy nhôm)

- Các dạng khác: đáy vuông, đáy oval

1.2.2 Theo vật liệu làm bao bì

- Đảm bảo độ kín, không thấm ướt

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

- Bao bì kim loại có tính chất chịu nhiệt độ cao và khả năng truyền nhiệt cao, do đó thực phẩm các loại có thể đóng hộp, thanh trùng hoặc tiệt trùng với chế độ thích hợp đảm bảo an toàn vệ sinh

- Bao bì kim loại có bề mặt tráng thiếc tạo ánh sáng bóng, có thể được in và tráng lớp vecni bảo vệ lớp in không bị trầy sước

- Quy trình sản xuất hộp và đóng hộp thực phẩm được tự động hoá hoàn toàn, gia côngbao bì với cường độ cao, độ chính xác cao

- Nhẹ, thuận lợi cho vận chuyển

1.3.2 Nhược điểm

- Độ bền hóa học kém, hay bị rỉ và bị ăn mòn

- Không thể nhìn được sản phẩm bên trong

- Nặng và đắt hơn bao bì có thể thay thế nó là plastic

- Tái sử dụng bị hạn chế

1.4 Yêu cầu bao bì kim loại

Ngoài những yêu cầu chung đối với bao bì thực phẩm, bao bì kim loại còn phảiđáp ứng các yêu cầu:

+ Về kĩ thuật:

- Không gây độc cho thực phẩm, không làm cho thực phẩm biến đổi chất lượng, khônggây mùi vị, màu sắc lạ cho thực phẩm

- Bền đối với tác dụng của thực phẩm

- Có khả năng chống thấm mùi, khí, dầu mỡ và sự xâm nhập của vi sinh vật

- Chịu được sự tác động của các yếu tố hóa học, lí học Chịu được nhiệt độ và áp suấtcao

- Hộp không bị rỉ, nắp hộp không bị phồng dưới mọi hình thức

- Lớp vecni phải nguyên vẹn

- Truyền nhiệt tốt, chắc chắn, nhẹ

- Dễ gia công

- Sử dụng, vận chuyển, bảo quản tiện lợi

- Đảm bảo được các chức năng của bao bì

+ Về cảm quan:

- Hình thức hấp dẫn, thích hợp với sản phẩm

- Phải đảm bảo hình thái, hương vị, màu sắc đặc trưng của sản phẩm theo những qui định của từng loại sản phẩm

dễ tẩy xoá

+ Về kinh tế:

- Vật liệu dễ kiếm

- Rẻ tiền

CHƯƠNG II CẤU TẠO CỦA BAO BÌ KIM LOẠI

2.1 Theo vật liệu làm bao bì

Bao bì chứa thực phẩm có tính ăn mòn cao(Táo, Mận, Sỏi,

đồ dầm giấm )

MR 0.13 0.6 0.02 0.05 0.01 0.2

Độ tinh sạch khá cao,

Cu và P tăng, dựng chế tạo thép tấm

Bao bì đựng rau quả, thực phẩm có tính ăn mòn trung bình (mơ, đào, bưởi) tính ăn

5 cứng cao tích lớn, cần cứng

vững

D 0.12 0.6 0.02 0.05 0.02 0.2

C giảm, P và Cu tăng nên có độ bền cơ, độ dẻo cao

Dựng để kéo sợi chế tạo lon 2 mảnh

2.1.2 Bao bì thép-tráng thiếc

Hình 1: Bao bì thép tráng thiếc

Bao bì kim loại thép tráng thiếc (sắt tây, từ này được dựng tứ thời Pháp thuộc):thép tráng thiếc có thành phần chính là sắt, và các phi kim, kim loại khác như cacbonhàm lượng ≤ 2,14%; Mn ≤ 0,8%; Si ≤ 0,4%; P ≤ 0,05%; S ≤ 0,05% Có những kimloại thép có tỉ lệ cacbon nhỏ 0,15% - 0,5% Hàm lượng cacbon lớn thì không đảm bảotính dẻo dai mà có tính dòn (điển hình như gang) Để làm bao bì thực phẩm, thép cần

có độ dẻo dai cao để có thể dát mỏng thành tấm có bề dày 0,15 - 0,5 mm Do đó, yêucầu tỷ lệ cacbon trong thép vào khoảng 0,2%

Lớp thiếc: Phủ bên ngoài 2 mặt lớp thép Lớp thiếc có tác dụng chống ăn mòn.Chiều dày: 0,1 –0,3 mm, tùy thuộc vào loại thực phẩm đóng hộp Mặt trong có thể dàyhơn, có phủ sơn.

Thép có màu xám đen không có độ dày bóng bề mặt, có thể bị ăn mòn trongmôi trường axit, kiềm Khi được tráng thiếc thì thiếc có bề mặt sáng bóng Tuy nhiênthiếc là kim loại lưỡng tính (giống Al) nên dễ tác dụng với axit, kiềm, do đó ta cầntráng lớp sơn vecni

* Lớp sơn vecni có những tác dụng sau:

- Ngăn ngừa phản ứng hóa học giữa sản phẩm và bao bì làm hỏng sản phẩm

- Ngăn ngừa sự biến mùi, biến màu của thực phẩm

- Ngăn sự biến màu bên trong hộp đối với sản phẩm giàu sunphua

- Dẫn điện tốt trong quá trình hàn

- Chất bôi trơn trong quá trình tạo thành hộp của hộp 2 mảnh

- Bảo vệ lớp sơn mặt ngoài bao bì khỏi trầy xước

* Yêu cầu đối với lớp sơn vecni:

- Không được gây mùi lạ cho thực phẩm, không gây biến màu thực phẩm

- Không bong trúc khi va chạm cơ học

- Không bị phá hủy khi đun nóng, thanh trùng

- Có độ mềm dẻo cao để trải khắp bề mặt được phủ

- Độ dày của lớp vecni phải đồng đều, không để lộ thiếc

Bảng 3 Một số loại vecni bảo vệ lớp thiếc

Chốngtác độngcủa lưuhuỳnh

Công dụng (thích hợpvới từng loại thựcphẩm)

Không dùng vớithực phẩm có hàmlượng axit cao

tốt Rất tốt

Thịt, cá, súp, rau quả,nước giả khát, bia

Giá thấp, tính dẻo

và bám dính khôngcao

Thịt, cá, rau quả, nướcgiả khát, làm lớp phủbên ngoài cho một lớpvecni khác

Được sử dụng phổbiến

Thực phẩm có tínhaxit thấp, chịu kiềmkém, có thể làmbiến màu rau quảxanh

7 Vinyl Rất

tốt

Khôngthích hợp

Bia, nước giải khát, làmlớp phủ ngoài cho lớpvecni khác

Không mùi, khôngchịu nhiệt độ caohàn thân lon do đókhông phủ trực tiếp,chỉ phủ bên ngoài

organosol Tốt

Ít ápdụng

Phủ ngoài cho lớpvecnia khác trong bao bìbia, nước giải khát, lonnhôm

Giống vinyl nhưngdày và cứng chắchơn

Tốt vớithựcphẩm cómàu

Thực phẩm có chứahoặc sót SO2 từ quátrình xử lý

Cho vẻ sáng đẹpkhi mở hộp

Tốt nếu

có Zn

Lớp tráng cho hộp đựngbia, nước giải khát Nếu

có ZnO có thể làm lớpphủ cho rau quả

2.1.3 Bao bì thép-tráng crôm)

Gần đây do giá thiếc cao đã tạo ra nhu cầu sản xuất thép không có thiếc trong

đó lớp thiếc và oxyt thiếc thông thường được thay thế bằng lớp crom và oxyt crom

Bao bì thép tráng Crôm bao gồm một lớp thép nền, trên mỗi bề mặt theo thứ tự

là một lớp crom, một lớp oxyt crom và một lớp dầu bôi trơn cuối cùng là một lớp sơnvecni

được phủ sơn hữu cơ.

Thép và nhôm là 2 loại vật liệu chủ yếu và phổ biến được sử dụng trong chế tạobao bì tuy nhiên mỗi loại đều có ưu, nhược điểm nhất định

Bảng 4: So sánh một số tính chất của bao bì thép và bao bì nhôm

Ưu

điểm

- Tính dẻo cao: cán thành tấm, màng1,5 – 0,1 mm sau đó gia công thành hộp,

can, thăng phi

- Tính chống thấm cao: Khả năngbảo vệ tốt ở độ dày 1,5 – 0,1mm

- Khả năng chịu tác động trong giớihạn cho phép

- Khả năng chế tác tốt, có thể cơ giới

và tự động hóa hoàn toàn

- Giá thành rẻ hơn bao bì Al

- Tính dẻo cao hơn sắtnhiều, có thể cán thành màngrất mỏng 2mm – 10 μm

- Tính chống thấm tốt vớimàng có độ dày ≥ 25 μm.Màng mỏng hơn có hiện tượngrạn bề mặt nên vi sinh vật vàkhí có thể thấm qua

- Khả năng chịu tác động

cơ học tốt nhưng kém Fe

- Khả năng chế tác tốt.Nhẹ, thuận tiện cho vậnchuyển

có PH thấp, nhiều chất điện ly, nhiều S)

- Mối ghép mí của bao bì chắc chắn

Thuy nhiên mối ghép hàn co nguy cơ

gây nhiễm độc thực phẩm (có Pb)

- Có khối lượng riêng lớn nên bao bì

Fe nặng hơn bao bì Al

- Khả năng chống ăn mònthấp: không bị han rỉ bề mặt

do có lớp Al2O3 bao phủ

Khi đựng thực phẩm có

PH thấp cần phủ Vecni (doAl2O3 vẫn có thể bị ăn mòn)

- Mối ghép mí của bao bìkhông chắc nên cần là dàyphần ghép mí để tăng độ cứng

- Giỏ thành cao hơn bao bìFe

2.2 Theo công nghệ chế tạo lon

Hình 3: Cấu tạo lon 3 mảnh

- Thân: Được chế tạo từ một miếng thép chữ nhật, cuộn lại thành hình trụ vàđược làm mí thân

- Nắp và đáy: Được chế tạo riêng, được ghép mí với thân (nắp có khóa đượcghép với thân sau khi rút thực phẩm)

Thân, đáy, nắp có độ dày như nhau vì thép rất cứng vững không mềm dẻo nhưnhôm, không thể nong vuốt tạo lon có chiều cao như nhôm, mà có thể chỉ nong vuốtđược những lon có chiều cao nhỏ

Tấm thép

Phủ vecniLoe miệng, tạo thân hộp

Ghép mí đáy và thân

2.2.2 Lon 2 mảnh

Hình 4: Lon 2 mảnh

Lon hai mảnh gồm thân dính liền với đáy, nắp rời được ghép mí với thân (nhưtrường hợp ghép mí nắp lon ba mảnh) Lon hai mảnh chỉ có một đường ghép mí giữathân và nắp, vật liệu chế tạo lon hai mảnh phải mềm dẻo, đó chính là nhôm (Al) cũng

có thể dựng vật liệu thép có độ mềm dẻo cao hơn Hộp, lon hai mảnh được chế tạotheo công nghệ kéo vuốt tạo nên thân rất mỏng so với bề dày đáy, nên có thể bị đâmthủng, hoặc dễ bị biến dạng do va chạm Lon hai mảnh là loại thích hợp chứa các loạithực phẩm có tạo áp suất đối kháng bên trong như là sản phẩm nước giải khát có ga(khí CO2) Bao bì lon hai mảnh có thể có chiều cao đến 110 mm, lon hai mảnh bằngvật liệu thép có chiều cao rất thấp vì thép không có tính mềm dẻo, không thể kéo vuốtđến chiều cao như lon Al

* Quy trình chế tạo lon 2 mảnh:

Cuộn nhôm lá

Duỗi, trải thẳng

Gán khóa vào tâm nắp

Bôi trơn để giảm ma sát

Cắt thành hình tròn nắpCắt thành hình tròn

Dập tạo hình nắp, tạo móc nắpDập tạo hình thân trụ sơ bộ

Sấy thân lon

Mang vuốt tạo thân trụ có chiều

cao yêu cầu và tạo dạng đáy lon

Rửa sạch chất bôi trơn

Cắt phần thừa ở miệng lon

Rửa sạch chất bôi trơn

In mặt ngoài than lon

Phủ vecni bảo vệ lon, nắp

Sấy khô lớp vecni

Tạo khóa nắp

Sấy khô nắp

* Tạo hình lon nhôm 2 mảnh:

- Chế tác từ thép nên thâncứng vững.

Nhược điểm

- Chế tạo theo công nghệkéo vuốt nên thân lon mỏng,mềm, dễ bị biến dạng, đâmthủng

- Công nghệ sản xuất tốnkém hơn

- Chế tạo phức tạp do cónhiều mối ghép

- Nguy cơ nhiễm độc domối hàn có chì, han rỉ từ mốihàn

2.2.3 Cấu tạo mí ghép đôi và thủ tục kiểm tra mí ghép

Mí ghép đôi là một mớ kín được tạo ra bằng cách nối kết thân hộp và nắp hộpqua 2 giai đoạn cuộn ép

- Giai đoạn đầu: cuộn móc nắp với móc thân lại với nhau và gập chúng thànhdạng kẹp giấy (có 7 lớp tại mí bên) đồng thời ép lớp hợp chất đệm sát với mép củamóc thân Trong suốt giai đoạn này chu vi của móc nắp giảm làm gia tăng lượng kimloại dẫn đến nhăn mí

Hình 5: Mặt cắt biểu diễn vị trí tương đối giữa móc nắp và móc thân khi mí ghép đôi

chuẩn bị được hình thành

Hình 6: Mặt cắt biểu diễn mí ghép đôi sau khi thực hiện giai đoạn 1

Giai đoạn ghép sơ bộ

Hình 7: Mặt cắt của mí ghép đôi sau khi ghép giai đoạn 2

Giai đoạn ghép thứ cấp

Đĩa ép

Giai đoạn 2 - ghép thứ cấpPasta cao su đệm

Khoảng trống míPasta cao su đệm

Mí thứ cấpMóc thânMóc nắp

Mí sơ cấpGóc lượn mí nắp

Vách đĩa ép

Góc lượn

vách đĩa ép

Hình 8: Mặt cắt mí ghép đôi

Mặt cắt mí ghép đôi biểu diễn các thông số của mí ghé

Độ dày mí

Chiều sâu nắp

Chiều dài mí

Chiều dài mí trong

Chiều dài móc thân

Độ chồng mí

Chiều dày vật liệu làm thân

Hình 9: Mí ghép đôi có góc cạnh, vết lõm tại chỗ nối và vùng cuộn không chặt - được

gọi là trượt mí

Hình 10: Vị trí 1,2 và 3 là nơi cần thực hiện đo các thông số của mí ghép đôi

Đồng thời biểu diễn vị trí mí bị trượt do mí cuộn không chặt

Các tiêu chí quan trọng dựng để đánh giá chất lượng của mí ghép được tóm tắtnhư sau.

a Kiểm tra bên ngoài:

Có nhiều thông tin phản ánh chất lượng của mí ghép có thể thu được nhờ kiểmtra bằng mắt và và sờ tay lên mí Đối với người vận hành có kinh nghiệm thườngkhông cần phải xé mí và đo đạc các thành phần để đánh giá máy ghép mí hoạt động cótuân thủ các yêu cầu của qui phạm sản xuất hay không Ngược lại, một người vậnhành thiếu kinh nghiệm có thể tạo ra độ lệch so với các thông số của mí ghép chuẩn

Trong quá trình ghép mí cần kiểm tra các lỗi sau:

• Mí bị võng tại nơi tiếp giáp và bị trượt

• Mí bị gập, bị đứt gãy và bị cắt

• Mí bị lỏng, bị tuột (khi móc thân và móc nắp không móc với nhau)

• Có dấu hiệu hư hỏng ở mí ghép đôi hoặc thân hộp

Các ví trí cần xé mí để đo đạc các thông số đối với các hộp có tiết diện trònđược biểu diễn ở hình 10 và hình 12 biểu diễn các vị trí cần kiểm tra đối với hộp cótiết diện hình chữ nhật

b Kiểm tra bằng xé mí:

Là 1 phân tích toàn diện về kích thước và hình dạng của mí, cần được thực hiện

ít nhất 4 tiếng/lần trong suốt quá trình sản xuất cho mỗi đầu ghép Đối với các trườnghợp quá trình ghép mí có nhiều khó khăn, cần kiểm tra thường xuyên cho đến khi đạtđược mí ghép hoàn hảo Các thông số kỹ thuật cần kiểm tra cho mí ghép đôi gồm:

- Sắt không tráng thiếc, phủ sơn.

- Sắt tráng thiếc (phủ sơn hay không tùy thuộc từng loại sản phẩm thực phẩm)

• Tăng tính co giãn linh hoạt cho đồ hộp nhằm cân bằng áp suất

• Thường áp dụng cho đồ hộp thực phẩm Không cần đối với đồ hộp chobia và đồ uống có gas

Quy trình tạo hình nắp, đáy bằng:

Thép tấm

được cắt

định hình

Dập tạo gân, móc

Tạo viền nắp Phun keo

Sấy khô

Điểm đặt đòn bẩy củakhóa tại tâm vòngtròn nắp

Đường dập phần sẽđược tách rời khỏi

nắp

2.3 Nhận hộp

Cần kiểm tra các yếu tố sau:

Bên ngoài thân hộp Bên trong thân hộp Nắp, đáy

Kích thướcChất dínhViền nắp

Rỉ sét, méo mó, rạn

Độ sâu rãnh khíaKhóa mở