. Cụng nghệ chế tạo bao gúi MAP
3.3.2. Nghiờn cứu quỏ trỡnh thổi màng
Quỏ trỡnh tạo màng MAP được thực hiện trờn hệ thống đựn thổi series SJ- 45.
Cỏc thụng số cụng nghệ của quỏ trỡnh thổi màng như sau:
- Nhiệt độ cả 4 vựng gia nhiệt đều là 1700C.
- Tốc độ nạp liệu: 20kg/giờ.
3.3.2.1. Ảnh hưởng của phương phỏp đựn thổi đến sự phõn tỏn phụ gia trong màng
Sự phõn tỏn phụ gia trong màng MAP được theo dừi và đỏnh giỏ bằng ảnh kớnh hiển vi quang học và kớnh hiển vi điện tử quột.
Quỏ trỡnh thổi màng được thực hiện ở ba chế độ thổi khỏc nhau:
- Thổi màng trực tiếp cú nghĩa là trộn trực tiếp phụ gia và nhựa vào mỏy thổi.
- Thổi màng từ masterbatch (MB) hay cũn gọi là thổi màng từ chất chủ cú nghĩa là tạo cỏc hạt nhựa MB rồi mới trộn MB với nhựa PE nguyờn sinh và thổi màng.
- Thổi màng từ compound (CP) hay cũn gọi là thổi màng bỏn thành phẩm, cú nghĩa là tạo cỏc hạt nhựa chứa phụ gia với hàm lượng mong muốn
(3, 5, 7% phụ gia) bằng mỏy đựn tạo hạt để tạo thành cỏc hạt gọi là CP rồi đem cỏc hạt nhựa này thổi màng trực tiếp.
*Thổi màng trực tiếp:
Phương phỏp đựn thổi trực tiếp được ỏp dụng đối với phụ gia zeolit với hàm lượng phụ gia trong màng là 5%. Ảnh SEM của màng MAP trờn cơ sở
phỏp trộn trực tiếp
Quan sỏt ảnh SEM cú thể thấy bề mặt của màng khụng nhẵn và đều. Điều này chứng tỏ quỏ trỡnh trộn hợp trực tiếp khụng tốt và phụ gia khụng thể phõn tỏn đều trong nền nhựa PE. Cỏc hạt phụ gia phõn tỏn khụng tốt để lại cỏc lỗ trờn bề mặt màng (mũi tờn trờn ảnh d). Phương phỏp trộn trực tiếp khụng phự hợp để phõn tỏn phụ gia trong nền polyme.
*Thổi màng từ MB:
Kờt quả chụp ảnh SEM của màng MAP trờn cơ sở LDPE với cỏc loại phụ gia và hàm lượng khỏc nhau được trỡnh bày trong cỏc hỡnh từ 3.13 đến
Hỡnh 3.12. Ảnh SEM của màng MAP với 5% zeolit được phõn tỏn bằng
LDPE-zeolit ở cỏc độ phúng đại khỏc nhau được trỡn h bày trong hỡnh 3.12.
( a) ( b)
3b), 5
(5a, 5b) và 7% (7a, 7b) được đựn thổi từ MB
Hỡnh 3.13. Ảnh SEM của màng MAP với phụ gia zeolit hàm lượng 3 (3a,
3.15 .
(3 a) (3 b)
(5 a) (5 b)
(3a, 3b),
5 (5a, 5b) và 7% (7a, 7b) được đựn thổi từ MB
Hỡnh 3.14. Ảnh SEM của màng MAP với phụ gia bentonit hàm lượng 3
(3 a) (3 b)
(5 a) (5 b)
được đựn
thổi từ MB
Ảnh chụp kớnh hiển vi quang học của màng PE và màng MAP với cỏc loại phụ gia khỏc nhau được trỡnh bày trong cỏc hỡnh từ 3.16 đến 3.19.
Hỡnh 3.15. Ảnh SEM của màng MAP với phụ gia silica hàm lượng 5%
gia
zeolit
hàm lượng 3 (3a, 3b), 5 (5a, 5b) và 7% (7a, 7b) được đựn thổi từ MB
Hỡnh 3.17. Ảnh chụp kớnh hiển vi quang học của màng MAP với phụ gia
(3 a) (3 b) (5 a) (5 b) (7 a) (7 b)
gia bentonit hàm lượng 3 (3a, 3b), 5 (5a, 5b) và 7% (7a, 7b) được đựn thổi từ MB
Kết quả cho thấy màng MAP được chế tạo theo phương phỏp tạo MB cú bề mặt mịn và đồng đều hơn. Điều này chứng tỏ rằng cỏc hạt phụ gia đó phõn bố tốt trong nhựa nền PE. Do vậy, phương phỏp tạo MB thớch hợp cho
Hỡnh 3.18. Ảnh chụp kớnh hiển vi quang học của màng MAP với phụ
(3 a) (3 b) (5 a) (5 b) (7 a) (7 b)
quỏ trỡnh phõn tỏn phụ gia và thổi màng và sẽ được sử dụng trong cỏc nghiờn cứu sau này.
So sỏnh ảnh SEM ở cỏc hỡnh 3.13 đến 3.15 nhận thấy phụ gia trộn và phõn tỏn khỏ tốt trong nhựa nền, bề mặt màng khỏ mịn, hầu như khụng cú khuyết tật. Trong 3 loại phụ gia cú cựng kớch thước hạt, màng MAP chứa zeolit cú bề mặt mịn nhất do cỏc phụ gia được trộn và phõn tỏn đồng đều nhất trong nền nhựa PE.
* Thổi màng từ CP:
Trong phương phỏp thổi màng từ CP, cỏc phụ gia với hàm lượng khỏc nhau được trộn và cắt hạt trờn mỏy đựn 2 trục vớt sau đú được đưa vào đựn thổi màng trực tiếp.
Ảnh SEM của màng MAP (đựn thổi từ CP) trờn cơ sở LDPE với cỏc loại phụ gia và hàm lượng khỏc nhau được trỡnh bày trong cỏc hỡnh từ 3.20 đến 3.22.
hàm lượng 5% được đựn thổi từ MB
Hỡnh 3.20. Ảnh SEM của màng MAP với phụ gia zeolit hàm lượng 5 (5a, (5 a) (5 b) (7 a) (7 b) 5 b) và
7 % (7a, 7b) được đựn thổi từ CP
5b) và 7% (7a, 7b) được đựn thổi từ CP
Ảnh chụp kớnh hiển vi quang học của màng MAP (thổi từ CP) trờn cơ sở
Hỡnh 3.21. Ảnh SEM của màng MAP với phụ gia bentonit hàm lượng 5
(7 a) (7 b)
(5 a, 5b)
Hỡnh 3.22. Ảnh SEM của màng MAP với phụ gia silica hàm lượng 5 (5a,
và 7% (7a, 7b) được đựn thổi từ CP
(5 a) (5 b)
zeolit
LDPE với cỏc loại phụ gia và hàm lượng khỏc nhau được trỡnh bày trong cỏc
Hỡnh 3.23. Ảnh chụp kớnh hiển vi quang học của màng MAP với phụ gia
hỡnh từ 3.23 đến 3.25.
(5 a) (5 b)
Hỡnh 3.24. Ảnh chụp kớnh hiển vi quang học của màng MAP với phụ gia
hàm lượng 5 (5a, 5b) và 7% (7a, 7b) được đựn thổi t ừ CP
(5 a) (5 b)
silica
hàm lượng 5% (5a, 5b) và 7% (7a, 7b) được đựn thổi từ CP
* Màng CE44 của Viện Cụng nghệ thực phẩm Hàn Quốc
Ảnh SEM của màng CE44 trờn cơ sở LDPE với phụ gia zeolit được
Hỡnh 3.25. Ảnh chụp kớnh hiển vi quang học của màng MAP với phụ gia
bentonit hàm lượng 5% (5a, 5b) và 7% (7a, 7b) được đựn thổi từ CP
(5 a) (5 b)
Ảnh kớnh hiển vi quang học của màng thổi CP và thổi từ MB khụng cho thấy nhiều sự khỏc biệt. Khi so sỏnh với ảnh chụp màng CE44 làm đối chứng cũng khụng cú sự khỏc biệt trờn bề mặt. Điều này chứng tỏ là cỏc hạt phụ gia đó cú sự phõn tỏn tốt ở mức độ micromet. Tuy nhiờn ảnh SEM của cỏc mẫu cho thấy màng thổi từ MB cú bề mặt mịn hơn so với màng thổi CP. Kết quả này cú thể giải thớch là do trong phương phỏp thổi CP, nhựa đó chịu 2 lần gia nhiệt và nhào trộn của trục vớt, do vậy cú thể coi như đõy là nhựa tỏi sinh, sự phõn tỏn của phụ gia trong nhựa đó khụng được tốt như là nhựa nguyờn sinh. Vỡ vậy mà tớnh chất cơ lý đó bị kộm đi. Cũn MB được trộn với Ảnh chụp kớnh hiển vi quang học của màng CE44 được trỡnh bày trong
trỡnhbày trong hỡnh 3.26.
Hỡnh 3.26. Ảnh SEM của màng CE44
Hỡnh 3.27. Ảnh chụp kớnh hiển vi quang học của màng CE44
hỡnh 3.27.
nhựa nguyờn sinh rồi mới thổi màng nờn phụ gia vẫn được phõn tỏn tốt trong màng và duy trỡ được tớnh chất cơ lý tốt. Do vậy phương phỏp thổi màng từ MB là phự hợp để chế tạo màng MAP.
3.3.2.2. Ảnh hưởng của cỏc thụng số cụng nghệ tới chiều dày màng MAP
Chiều dày màng MAP được điều chỉnh bằng cỏch thay đổi tốc độ kộo của cuộn thu và chiều rộng cuộn màng. Kết quả được trỡnh bày trong bảng
3.12. Bảng 3.12. Ảnh hưởng của cỏc thụng số kĩ thuật đến chiều dày màng Vận tốc kộo (vũng/phỳt) Chiều rộng cuộn màng (cm) Chiều dày màng (àm) 500 30 84 ± 3,6 40 67 ± 2,2 50 53 ± 1,4 60 45 ± 6,4 650 30 65 ± 1,6
40 54 ± 1,7 50 42 ± 2,5 50 42 ± 2,5 60 34 ± 2,8 800 30 51 ± 8,3 40 45 ± 5,3 50 36 ± 4,8 60 25 ± 2,6 950 30 42 ± 5,9 40 35 ± 4,3 50 22 ± 2,7 60 13 ± 1,8
Kết quả cho thấy khi tăng vận tốc kộo, chiều rộng cuộn màng thỡ chiều dày màng giảm. Ngược lại, khi giảm tốc độ kộo, giảm đường kớnh tỳi thỡ chiều dày màng tăng. Theo một số cụng trỡnh nghiờn cứu, màng MAP thớch hợp để bảo quản hoa quả thường cú chiều dày từ 25-60àm. Do vậy, chỳng tụi lựa chọn chế tạo màng MAP cú chiều dày 35 ± 4,3 àm để nghiờn cứu với cỏc thụng số cụng nghệ: tốc độ nạp liệu 20kg/giờ, vận tốc kộo 950vũng/phỳt, đường kớnh tỳi bao gúi 40cm.