báo cáo kỹ thuật bao bì thực phẩm về bao bì kim loại

báo cáo kỹ thuật bao bì thực phẩm với đề tài bao bì kim loại. Đặc điểm bao bì kim loại, bao bì kim loại là gì, chức năng bao bì kim loại, có mấy loại bao bì kim loại, ưu nhược điểm của bao bì kim loại, đặc điểm bao bì nhôm, cách chế tạo bao bì nhôm, lon 2 mảnh và 3 mảnh là gì

MỤC LỤC

1 Sơ lược về bao bì kim loại 1

1.1 Sự ra đời và phát triển của bao bì kim loại 1

1.2 Đặc điểm chung của bao bì kim loại 1

1.2.1 Ưu điểm của bao bì kim loại 1

1.2.2 Nhược điểm của bao bì kim loại 1

1.2.3 Ứng dụng 1

2 Phân loại bao bì kim loại 1

2.1 Phân loại theo hình dạng 1

2.2 Phân loại theo vật liệu 2

2.2.1.Bao bì nhôm 2

2.2.1.1.Đặc điểm của bao bì nhôm 2

2.2.1.2.Công nghệ chế tạo lon nhôm 2

2.2.2 Bao bì thép tráng thiếc (sắt tây) 3

2.2.2.1 Đặc điểm bao bì thép tráng thiếc 3

2.2.2.3 Sự ăn mòn hóa học của bao bì thép tráng thiếc 6

2.3 Phân loại theo công nghệ chế tạo 7

2.3.1 Lon hai mảnh 7

2.3.2 Lon ba mãnh (lon ghép) 9

3 Mức độ đáp ứng các chức năng 11

4 Mức độ an toàn 12

TÀI LIỆU THAM KHẢO 13

BAO BÌ KIM LOẠI

1 Sơ lược về bao bì kim loại

1.1 Sự ra đời và phát triển của bao bì kim loại

Năm 1810, một người Anh dùng bình tráng thiếc để chứa đựng thực phẩm

Năm 1880, máy tự động sản xuất bao bì kim loại được giới thiệu lần đầu tiên

Năm 1940, nước giải khác có gas đóng lon được đưa ra thị trường Năm 1958 lần đầu tiên lon nhôm được bán

Năm 1968, Reynolds người tiêu dùng tiên phong tái chế lon nhom

1.2 Đặc điểm chung của bao bì kim loại

1.2.1 Ưu điểm của bao bì kim loại

- Nhẹ thuận lợi cho vệc vận chuyển

- Có thể gia nhiệt, làm lạnh nhanh trong mức có thể do không bị ảnh hưởng của sốc nhiệt

- Đảm bảo độ kín, không thấm ướt

- Độ bền cơ học cao

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

1.2.2 Nhược điểm của bao bì kim loại

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

- Không thể nhìn thấy được sản phẩm bên trong

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

- Tái sử dụng bị hạn chế

- Giá thành bao bì cao

1.2.3 Ứng dụng

- Trong công nghiệp thực phẩm bao bì kim loại được dùng làm:

- Các loại lon chịu áp lực: các loại bia, nước ngọt có gas…

- Các loại hộp đựng bánh kẹo, sữa, thịt, cá đóng hộp, rau quả,…

- Làm nắp đậy cho chai, lọ thủy tinh

2 Phân loại bao bì kim loại

2.1 Phân loại theo hình dạng

 Lá kim loại (giấy nhôm)

 Hình trụ tròn

 Các dạng khác: đáy vuông, oval,…

2.2 Phân loại theo vật liệu

2.2.1.Bao bì nhôm

2.2.1.1.Đặc điểm của bao bì nhôm

Bao bì nhôm có dạng hình trụ tròn, thuộc loại lon hai mảnh: Thân dính liền đáy và nắp Nắp được ghép với thân theo cách ghép mí của lon thép tráng thiếc ba mảnh

Bao bì nhôm nhẹ hơn rất nhiều so với các loại bao bì bằng các vật liệu khác , rất thuận lợi trong việc vận chuyển

Nhôm làm bao bì có độ tinh khiết từ 99 ÷ 99,8% và nhôm dùng làm hộp có độ dày 320μm (0,32mm)

2.2.1.2.Công nghệ chế tạo lon nhôm

 Chế tạo nguyên liệu nhôm

Nhôm có trong tự nhiên dạng khoáng sản được gọi là quặng bauxite

Quặng bauxit qua quá trình tinh chế loại bỉ tạp chất bẩn, chế tạo Al2O3 dạng bột mịn, trắng, dùng phương pháp điện phân nhôm oxit để thu được kim loại Al Nhôm thu được ở dạng nóng chảy, được phụ gia một lượng nhỏ các kim loại khác nhằm tăng tính bên cơ và hóa cho sản phẩm bao bì Khối nhôm nóng chảy được đổ vào khuôn tạo thành thỏi, sau đó được cán thành tấm, và cuộn lại, đó là nguyên liệu chế tạo lon nhôm đựng bia, nước giải khát

 Chế tạo thân hộp

Tấm nhôm được cắt thành hình tròn, sau đó được dập vuốt nong theo khuôn để tạo dạng hình trụ Phần đáy được tạo thành vòm làm tăng độ chắc ở đáy lon

Trong suốt quá trình chế tạo thân, thành lon luôn được bôi trơn để giảm độ ma sát giúp lá nhôm di chuyển dễ dàng trên bề mặt các thiết bị Chất bôi trơn có thể được thu hồi trên quy trình liên tục qua một thiết

bị lọc và được tái sử dụng lại

Phần thừa phía miệng lon được cắt, sấy bằng dòng khí nóng, và sau đó đưa đến máy in để in nhãn hiệu, trang trí Kế đó là công đoạn phủ vec-ni, sau đó sấy khô vec-ni bằng thiết bị sấy Sau khi thân lon được bôi trơn thì

cổ lon sẽ được tạo viền để ghép nắp

 Chế tạo nắp lon

Nắp lon cũng được chế tạo từ cuộn nhôm tấm Nhôm tấm nguyên liệu được bôi trơn và được đưa vào máy cắt định hình để tạo hình tròn nắp, dập tạo hình nắp, móc nắp thật chính xác, rửa sạch, sấy khô, gắn khóa nắp và được phun lớp ao su đệm lên móc nắp để tạo độ chặt nắp và kín

 Lớp chống ăn mòn

Lon được phủ lớp vec-ni để bảo vệ ăn mòn ngay trong quá trình chế tạo Do đó, lon nhôm chỉ bị ăn mòn hóa học khi lớp vec-ni bị trầy xước, bong tróc tạo nên những khe, lỗ giúp môi trường axit của bia, nước giải khát tiếp xúc với Al hoặc Al2O3 tạo nên phản ứng hóa học:

Al2O3 + 6H+ = Al3+ + 3H2O

Hoặc Al0 + 6H+ = Al3+ + 3H2

Khí H2 sinh ra không tạo áp lực đáng kể so với áp lực CO2 có sẵn trong lon, nhưng nếu bị ăn mòn hóa học thì sẽ thủng ngay và hư hỏng sản phẩm

2.2.2 Bao bì thép tráng thiếc (sắt tây)

2.2.2.1 Đặc điểm bao bì thép tráng thiếc

a Thành phần

Thành phần chính là sắt và các phi kim, kim loại khác như C, Mn, Si,

P, S,

Lớp thiếc phủ bên ngoài hai mặt lớp thép Lớp thiếc có tác dụng chống ăn mòn Chiều dày 0,1-0,3 mm, tùy vào loại thực phẩm đóng hộp Mặt trong có thể dày hơn, có phủ sơn

Để tránh ăn mòn lớp thiếc bởi môi trường thực phẩm cũng như không khí, H2O, hơi nước tác động lên bề mặt ngoài bao bì, thì lớp thiếc phủ lớp vecni bảo vệ Nếu không có lớp vecni thì:

- Môi trường axit, muối của thực phẩm sẽ ăn mòn thiếc và sinh ra khí H2, ngoài ra còn tiếp tục ăn mòn lớp thép nền

- Không khí ẩm và H2O từ môi trường ngoài hoăc hơi nước và H2O của quá trình tiệt trùng có thể gây hư hỏng lớp mặt ngoài bao bì

- Sự trầy sước bề mặt do sự co sát tiếp xúc của bao bì với những kim loại khác

 Đa số bao bì thực phẩm bằng thép tráng thiếc cần thiết được tráng lớp vec-ni bằng nhựa nhiệt rắn ở mặt trong, và lớp bề mặt ngoài được sơn không bị bong tróc, và bảo vệ lớp thiếc tráng thép

Thép có màu xám đen không có độ dày bóng bề mặt, có thể bị ăn mòn trong môi trường axit, kiềm Khi được tráng thiếc thì thiếc có bề mặt sáng bóng tuy nhiên thiếc là kim loại lương tính nên dễ tác dụng với axit và kiềm, do đó ta cần tráng lớp sơn vec ni

Theo đặc tính của thép công nghiệp, thép tấm dung làm lon hộp bao bì thực phẩm thuộc loại L và MR Loại MR được sử dụng phổ biến cho các loại thực phẩm: rau quả, thịt, cá Loại L có tính chống ăn mòn cao hơn loại MR, vì L có chứa các nguyên tố Ni, Cr, Mn

b Cấu tạo

 Lớp sắt nền

Lớp sắt nên hay nguyên liệu thép tấm dày 0,2÷0,36mm Độ cứng của thép ảnh hưởng đến việc chế tạo lon

 Lớp hợp kim Fe𝑆𝑛2 dày khoảng 0,15 𝜇𝑚

Lớp sắt nền sau khi được tráng thiếc, thì được xử lí hóa học để hình thành lớp hợp kim Fe- Sn Tính liên tục của lớp hợp kim và độ dày của

nó ảnh hưởng tới tính chống ăn mòn của thép nguyên liệu Nếu lớp thiếc

bị hòa tan vào thực phẩm thì lớp hợp kim sẽ trở thành lớp bảo vệ thứ hai

 Lớp thiếc dày khoảng 0,35𝜇m

Thời gian bảo quản của lon và độ mạ thiếc tỉ lệ với nhau: lớp mạ thiếc càng dày thì trên bề mặt thiếc càng ít lỗ, do đó chống ăn mòn càng tốt

 Lớp oxy hóa

Lớp dày khoảng 0,002𝜇𝑚 được tạo ra trong quá trình xử lý hóa học lớp thiếc mạ bằng dung dịch Na2Cr2O7 có tác dụng bảo vệ lớp thiếc bên

trong

 Lớp dầu DOS

Phủ lên lớp bề mặt thép tấm, sau khi đã xử lý hóa học oxit thiếc nhằm

để bôi trơn và che phủ tránh trầy sước; lớp dầu khoảng 0,002 µm Đây là loại dầu khoáng có tên dioctyl sebacate hay acetyl tribulcetrate

c Ưu điểm của bao bì thép tráng thiếc

- Có độ dẻo cao nên dễ cán tạo thành tấm mỏng có độ dầy nhất định

để cấu trúc nên bao bì dạng hộp

- Có khả năng chống xuyên thấm rất tốt

- Có độ bền cơ học cao chịu uốn chịu kéo tốt tạo thuận lợi cho quá trình gia công như dập uốn , gấp mép

- Có khả năng chịu được nhiệt độ cao nên có khả năng đáp ứng được các sản phẩm thanh trùng

- Có khả năng chịu được áp suất cao nên có thể dùng cho các sản phẩm cần nạp khí với áp suất nhất định

- Khối lượng 1 hộp tương đối nhẹ so với khối lượng của sản phẩm

d Nhược điểm bao bì thép tráng thiếc

- Quy trình sản xuất khá phức tạp và chi phí cao, từ thép tấm chế tạo lon, lon đựng thực phẩm

- Bao bì này không thể tái sử dụng, đồng thời bao bì tải cũng rất tốn phí và công sức để tái chế, do đó công nghiệp đồ hộp thực phẩm vẫn còn gây tồn tại ô nhiễm môi trường

- Rất dễ bị oxy hóa nên cần phải tạo lớp mạ thiếc, ngoài ra phải tạo màng phủ bảo vệ bằng véc ni hoặc bằng sơn

- So với nhôm, bao bì sắt tây thường dầy hơn nên khối lượng bao bì sắt tây có cùng kích thước nặng hơn nhiều

- Độ dẻo của sắt kém hơn nhôm nên khó gia công và khó tạo hộp có

độ sâu như hộp nhôm

- Phần lớn thân hộp bằng sắt tây được tạo bằng cách ghép mí hoặc hàn nên rất dễ có khả năng không hoàn toàn kín, làm tăng độ xuyên thấm

2.2.2.2 Công nghệ chế tạo bao bì thép tráng thiếc

Hình 2.2.2.2 Qui trình chế tạo nguyên liệu thép

Sau khi kết thúc quá trình luyện thép, thép lỏng được tháo liệu khỏi lò

và rót khuôn tạo phôi thép, phôi được gia nhiệt để cán lại thành tấp qua nhiều giai đoạn Sau đó thép được làm lạnh và tôi bề mặt để đạt độ cứng theo yêu cầu

Thép trong chế tạo bao bì thực phẩm cần phải có độ tinh sạch cao, đạt được độ dẻo dai (C ≤ 0,2%)

Độ dày thép để chế tạo bao bì thực phẩm là 0,15 - 0,5 mm, tùy theo đặc tính của thực phẩm

2.2.2.3 Sự ăn mòn hóa học của bao bì thép tráng thiếc

a) Ăn mòn bởi môi trường H+, tạo ra Sn2+ và Fe2+

Sn2+ có thể gây mùi tanh khó chấp nhận về an toàn vệ sinh thực phẩm Hàm lượng Sn cho phép có mặt trong thực phẩm là 250ppm, một số sản

Quặng sắt

Loại bỏ tạp chất

Nhập liệu vào lò luyện thép

Thép lỏng

Rót khuôn tạo phôi thép

Gia nhiệt

Cán thành tấm

Oxi

Làm lạnh, tôi bề mặt Thép có độ cứng đạt yêu cầu

phẩm yêu cầu là 150ppm Nếu vượt quá giới hạn này thì thực phẩm phải được hủy bỏ

Fe2+ tuy không gây độc hại với người tiêu dùng nếu hàm lượng không quá cao, nhưng với hàm lượng ≥ 20ppm thì có thể xuất hiện một vài vệt xám màu ảnh hưởng đến cảm quan thực phẩm

b) Ăn mòn bởi môi trường H2S tạo ra ZnS, SnS, FeS gây mất giá trị cảm quan cho sản phẩm

2.3 Phân loại theo công nghệ chế tạo

2.3.1 Lon hai mảnh

Lon hai mãnh gồm thân dính liền với đáy, nắp rời được ghép mí với thân Vật liệu chế tạo phải có tính mềm dẻo cao, đó chính là nhôm Được chế tạo theo công nghệ kéo vuốt tạo nên thân rất mỏng so với độ dày đáy, nên dễ bị đâm thủng, móp, biến dạng khi va chạm cơ học Lon hai mãnh là loại thích hợp chứa các thức uống có gas vì tạo áp suất đối kháng bên trong

Hình 2.3.1 Qui trình chế tạo lon hai mãnh

Cuộn nhôm lá

Duỗi, trải thẳng

Bôi trơn để giảm ma sát

Cắt thành hình tròn nắp

Dập tạo hình thân trụ sơ bộ

Mang vuốt tạo thân trụ có chiều

cao yêu cầu và tạo dạng đáy lon

Cắt phần thừa ở miệng lon

Rửa sach chất bôi trơn

Sấy thân lon

In mặt ngoài thân

lon

Dập tạo hình nắp, tạo móc nắp

Gán khóa vào tâm nắp

Rửa sach chất bôi trơn

Sấy khô nắp

Phủ vecni bảo vệ lon, nắp

Sấy khô lớp vecni

Lon thành phẩm Nắp thành phẩm

2.3.2 Lon ba mãnh (lon ghép)

Công nghệ chế tạo lon ba mãnh được áp dụng cho vật liệu thép Lon

ba mãnh gồm thân, nắp, đáy được chế tạo riêng biệt sau đó ghép mí lại với nhau

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

có thể nong vuốt ở chiều cao nhỏ

Hình 2.3.2 Qui trình chế tạo lon ba mãnh

Tấm thép

Rửa dầu, sấy khô

Phủ vecni, sây khô

In nhãn hiệu

Cắt, hàn mí thân lon

Loe miệng, tạo gân

Ghép mí đáy và thân

Phủ vecni

Sấy

Sản phẩm hộp có đáy, nắp rời

Nắp hoặc đáy

Nguyên liệu

210℃

Cao su dạng past

60℃

Hình 2.3.3 Quy trình chế tạo nắp hoặc đáy lon ba mảnh

Rử dầu, sấy khô

Tráng vecni

Sấy khô

Cắt định hình

Dập tạo móc thân

Viền nắp

Phun keo

Sấy khô keo

Bảng 2.3 So sánh lon hai mãnh và lon ba mãnh

→Thích hợp cho các sản phẩm có áp suất đối kháng bên trong ( nước có gas)

→Giảm nguy cơ nhiễm độc từ mối hàn

- Tố ít thép hơn, nhẹ hơn

- Đỡ tốn chi phí vận chuyển bao bì (có thể giảm thể tích chứa bao bì)

- Chế tác từ thép nên thân cứng vững

Nhược điểm - Chế tạo theo công nghệ

kéo vuốt nên thân mỏng, mềm, dễ bị biến dạng, đâm thủng

- Công nghệ sản xuất tốn kém hơn

- Chế tạo phức tạp do có nhiều mố ghép

- Nguy cơ nhiễm độc do mối hàn có chì, than rỉ từ mối hàn

3 Mức độ đáp ứng các chức năng

 Chức năng chứa đựng

- Phù hợp với tính chất sản phẩm

- Đảm bảo nguyên vẹn về khối lượng, thể tích

 Chức năng bảo vệ và bảo quản

- Các yếu tố tác động

+ Nhiệt độ, không khí ẩm, bụi, các chất gây hại trong không khí dễ xâm nhập

+ Tác động cơ học

 Chức năng sử dụng

- Dễ mở

- Dễ rót

- Kích thước phù hợp

 Chức năng thông tin

- Trên bao bì cung cấp đầy đủ thông tin cần thiết về sản phẩm

 Chức năng văn hóa

- Thể hiện ở ngôn ngữ, hình vẽ, màu sắc, kích thước và hình dạng

 Chức năng marketing

- Công nghệ in ấn phát triển đa dạng về hình dáng, màu sắc, mẫu mã, Nổi bật, ấn tượng và thu hút người tiêu dùng

 Chức năng phân phối

- Lượng sản phẩm phù hợp với người tiêu dùng và thói quen

- Chịu trọng tải khi được xếp thành các lớp

- Có hình chữ nhật hay hình trụ đáy tròn để thuận lợi cho việc vận chuyển, phân phối, trưng bày

 Chức năng sản xuất

- Có độ bền cơ học phù hợp với tính năng của các loại máy móc, thiết

bị

- Có khả năng chịu được các yếu tố của công nghệ: áp suất, nhiệt độ,

độ ẩm

- Dễ bị ăn mòn

 Chức năng môi trường

- Có khả năng tái sử dụng nhưng còn hạn chế

- Có khả năng tái chế thành nguyên liệu cho các ngành công nghiệp khác

- Không tự phân giải trong môi trường

4 Mức độ an toàn

- Có khả năng chống thấm rỉ

- Nguyên liệu làm thép: Quặng sắt nên có thể nhiễm tạp chất Độ an toàn không cao

- Quá trình sản xuất: có thể bị ăn mòn hóa học

- Có thể thanh trùng, tiệt trùng để sản xuất đảm bảo an toàn

- Quá trình bảo quản thực phẩm trong bao bì: do tráng lớp vecni nên ít chịu tác động của acid và kiềm

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Đống Thị Anh Đào.2005 Kỹ thuật bao bì thực phẩm NXB Đại học Quốc gia TP.HCM

Nguyễn Duy Thinh 2015 Bao bì thực phẩm

Lê Trần Ngọc Trang.2011 Bài Giảng Bao bì phụ gia thực phẩm Trường Đại học Lạc Hồng

Bùi Hữa Thuận, Phan Thị Thanh Quế 2003 Bài Giảng Kỹ thuật bao

bì thực phẩm