C Mn PS Si u L 0,13 0,6 0,015 0,05 0,01 0,
BAO BÌ PLASTIC 8.1 ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA PLASTIC
8.1 ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA PLASTIC
Nguyên liệu sản xuất plastic là nguồn hydrocarbon từ dầu hỏa, được tách trong quá trình lọc dầu. Với trữ lượng dầu hỏa từ quặng mỏ rất lớn nên nguồn hydrocarbon cũng vơ cùng phong phú, giá thành thấp. Do đĩ cơng nghệ chế tạo vật liệu plastic cùng với cơng nghệ bao bì plastic đã phát triển đa dạng, phong phú về chủng loại; bao bì đạt tính năng cao trong chứa đựng, bảo quản các loại thực phẩm. Bao bì plastic thường khơng mùi, khơng vị, cĩ loại cĩ thể đạt độ mềm dẻo, áp sát bề mặt thực phẩm khi được tạo nên độ chân khơng cao trong trường hợp sản phẩm cần bảo quản trong chân khơng, cũng cĩ loại bao bì đạt độ cứng vững cao, chống va chạm cơ học hiệu quả, chống thấm khí hơi do đĩ đảm bảo được áp lực cao bên trong mơi trường chứa thực phẩm. Bao bì plastic cĩ thể trong suốt nhìn thấy rõ sản phẩm bên trong, hoặc cĩ thể mờ đục, che khuất hồn tồn ánh sáng để bảo vệ thực phẩm; bên cạnh đĩ, cĩ loại cĩ thể chịu được nhiệt độ thanh trùng hoặc nhiệt độ lạnh đơng thâm độ. Các loại bao bì plastic được in ấn nhãn hiệu dễ dàng, đạt được mức độ mỹ quan yêu cầu. Ngồi ra, tính chất nổi bật hơn cả là bao bì plastic nhẹ hơn tất cả các loại vật liệu bao bì khác, rất thuận tiện trong phân phối, chuyên chở.
Hiện nay, bao bì plastic chứa đựng thực phẩm thường là bao bì một lớp nhưng cấu tạo bởi sự ghép hai hay ba loại vật liệu plastic lại với nhau để bổ sung tính năng tạo nên bao bì hồn thiện, đáp ứng yêu cầu của loại thực phẩm chứa đựng. Bao bì plastic khơng được tái sử dụng trong sản xuất thực phẩm; sau một lần chứa đựng thực phẩm, cĩ thể được tái sinh tùy theo loại plastic. Cơng nghệ chế tạo bao bì plastic đã và đang phát triển cao độ, nhưng cũng gây sự gia tăng ơ nhiễm mơi trường vì cĩ một số loại plastic khơng cĩ khả năng tái sinh cũng cĩ một số loại khĩ đạt những đặc tính của plastic tinh khiết ban đầu sau khi tái sinh.
Những vật liệu plastic cĩ nguồn gốc từ phản ứng trùng hợp thì cĩ thể tái sinh dễ dàng hơn những loại cĩ nguồn gốc từ phản ứng trùng ngưng.
Plastic dùng làm bao bì thực phẩm thuộc loại nhựa nhiệt dẻo, cĩ tính chảy dẻo thuận nghịch ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ phá hủy, khi nhiệt độ càng cao thì càng trở nên mềm dẻo (nhiệt độ chưa đến điểm phá hủy cấu trúc) khi nhiệt độ được hạ xuống thì vẫn trở lại đặc tính ban đầu. Plastic là loại polyme chứa 5000 10 000÷ . monomer, cĩ thể cĩ các dạng sau:
- Homopolyme: cấu tạo từ một loại monomer - Copolyme: cấu tạo từ hai loại monomer - Terpolyme: cấu tạo từ ba loại monomer
Ở nhiệt độ thường plastic cĩ thể đồng thời tồn tại ở cả hai trạng thái là kết tinh và vơ định hình.
* Trạng thái kết tinh: các mạch polyme sắp xếp song song, cĩ sự định hướng rõ rệt, giữa các mạch polyme song song hình thành các liên kết ngang tạo nên mạng lưới cĩ sắp xếp trật tự làm cho cấu trúc của khối polyme bền vững. Trường hợp các mạng lưới polyme cĩ cấu tạo dạng xoắn càng làm tăng tính chống thấm khí hơi, tính bền cơ, bền hĩa của plastic (H.8.1a,b,c).
Hình 8.1: Các dạng sắp xếp song song của mạch polyme ở
trạng thái kết tinh
a) Các mạch polyme sắp xếp song song nhau, cĩ tạo sự nối kết giữa các mạch; b) Dạng xoắn các mạch polyme sắp xếp song song; c) Dạng lưới
* Trạng thái vơ định hình: các mạch polyme khơng sắp xếp song song theo trật tự, khơng cĩ sự sắp xếp định hướng, vì vậy cũng khơng sinh ra các liên kết ngang nối kết giữa các mạch polyme. Sự tồn tại nhiều vùng trạng thái vơ định hình sẽ làm giảm tính chống thấm khí, hơi, chất béo của plastic.
- Khí cĩ khuynh hướng khuếch tán qua màng từ vùng cĩ áp suất cao đến vùng áp suất thấp. Khí hơi cĩ trọng lượng phân tử càng cao thường cĩ hệ số khuếch tán qua màng càng thấp. Nhiệt độ cao cĩ thể làm tăng tính thấm khí hơi qua plastic.
Nếu mạch polyme cĩ cấu tạo dạng cis hoặc tran, cĩ nhiều nhánh hay cĩ nhiều nhĩm ngoại thì sẽ khĩ tạo vùng kết tinh, hoặc tạo nên rất ít vùng kết tinh, khi đĩ polyme tồn tại dạng vơ định hình, cĩ tính chống thấm khí hơi rất kém.
Vùng trạng thái kết tinh của polyme sẽ tăng lên khi cĩ tác động kéo dãn định hướng, do cĩ sự sắp xếp lại các mạch polyme; vùng kết tinh bị giảm thấp đáng kể khi tăng nhiệt độ, đến gần nhiệt độ phá hủy cấu trúc hoặc hạ nhiệt độ đến lạnh thâm độ.
Plastic được sản xuất ở dạng màng cĩ độ dày ≤ 0,025 mm hoặc dạng tấm cĩ độ dày > 0,025 mm.
8.2 CÁC LOẠI PLASTIC LAØM BAO BÌ THỰC PHẨM
Đặc tính chịu nhiệt của plastic làm bao bì thực phẩm được quan tâm như sau: - tnc : nhiệt độ plastic bắt đầu chảy nhão.
- thàn : nhiệt độ của máy hàn áp đặt vào plastic để 2 mí của bao bì plastic chảy nhão dính vào nhau tạo sự kín cho bao bì.
- tmin : nhiệt độ thấp nhất mà plastic chịu được khơng bị biến đổi đặc tính. Bao bì thực phẩm cĩ thể là một loại plastic riêng biệt hoặc được ghép kết hợp bởi nhiều lớp plastic khác nhau thành một 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
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 8.3.1 Polyethylene
Polyethylene được sản xuất từ sự trùng hợp khí ethylene C2H4 (CH2 = CH2) tạo thành mạch polyme (–CH2–CH2–)n. Tùy mục đích sử dụng cĩ thể pha các phụ gia vào PE như chất TiO2 để tạo độ đục, C để tạo màu đen ngăn chặn ánh sáng thấy được, các tác nhân trượt, chất làm chậm cháy hoặc chất màu.
PE được phân làm ba nhĩm chính theo khối lượng riêng như 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 được sử dụng với tỷ lệ cao nhất so với tổng lượng plastic được sử dụng hằng năm (khoảng 40÷50%), trong đĩ số lượng ba loại LDPE, LLDPE và HDPE được sử dụng với tỷ lệ gần tương đương nhau.