7.2.8.2 Tính chất
Bảng 7.7 Ưu khuyết điểm IO
Ưu điểm Nhược điểm
- Dai, chịu mài mòn
- Chịu dầu mỡ, oxy, và dung môi - Độ bền hàn, kín
- Chịu UV kém
- Phồng lên khi hiện diện hydrocarbur 7.2.8.3 Áp dụng
Bao bì dùng cho các đồ vật cứng nhọn. Thường được dùng làm lớp keo kết dính cho cơng nghệ làm bao bì Tetra pak
Câu hỏi ơn tập Chương 7
1. Hãy nêu các tính chất đặc trưng riêng của từng loại bao bì plastic thơng dụng? 2. Sinh viên cho ví dụ về các dạng sản phẩm đặc trưng của từng loại bao bì plastic?
- 57 -
Chương 8 BAO BÌ GHÉP NHIỀU LỚP
Giới thiệu:
Mục tiêu: Trình bày các kiến thức cơ bản về bao bì tetra pak 8.1 Giới thiệu
Theo lý thuyết có thể phối hợp mọi loại vật liệu nhựa nhiệt dẻo với nhau trong một cấu trúc, nhưng thực tế có nhiều loại nhựa khơng dính vào nhau và vì thế cần một lớp kết dính trung gian giữa hai lớp này.
Yêu cầu đặt ra cho sản phẩm thực phẩm ngày càng cao như: đảm bảo độ kín, chống bất kỳ sự xâm nhập nào từ mơi trường ngồi vào môi trường bên trong chứa đựng thực phẩm và ngược lại. Đồng thời cịn có u cầu độ bền kéo, độ bền chống va đập, trong suốt, sáng bóng, bền thời tiết, dễ in ấn, có thể thanh trùng, tiệt trùng,…
Thực tế, khơng có loại vật liệu nào có thể đồng thời đáp ứng mọi tính chất cần thiết. Vì thế, cần kết hợp nhiều loại vật liệu bổ sung ưu điểm, che lắp hồn tồn khuyết điểm. Do đó, màng ghép nhiều lớp được chế tạo và nhanh chóng chiếm ưu thế trong ngành bao bì thực phẩm.
Màng nhiều lớp có thể được chế tạo theo hai phương pháp:
1) Nhiều màng được chế tạo trên những thiết bị riêng, ghép lại với nhau bằng phương pháp ép dán nhiệt khi các màng là những polymer có cấu trúc cơ bản tương tự nhau
2) Dùng chất kết dính là các PE đồng trùng hợp để kết dính các loại vật liệu với nhau, tổng hợp chất kết dính của các lớp rất nhỏ, khoảng 15÷20% khối lượng các màng chính, có thể có chiều dày rất nhỏ khoảng 3µm
Đa số các màng ghép có dùng chất kết dính đều là ghép lá nhôm, để ngăn cản ánh sáng thấy được hoặc tia tử ngoại, hoặc ghép lớp giấy kraft có tính dễ xếp nếp, tăng độ dày, tính cứng vững của bao bì.
3) Màng được đùn qua thiết bị đùn ép (coextruder: đồng đùn ép nhiều loại vật
- 58 -
8.2 Phương pháp đóng bao bì Tetra Pak (tetra brik)
8.2.1 Đặc điểm
Bao bì tetra là loại bao bì màng ghép rất nhẹ nhằm mục đích vơ trùng, đảm bảo chất lượng tươi nguyên cho sản phẩm giàu dinh dưỡng và vitamin từ nguồn nguyên liệu. Bao bì nhẹ có tính bảo vệ mơi trường, tiện ích cho sử dụng, chuyên chở, phân phối và bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ thường với thời gian dài.
Các loại thực phẩm sau khi hồn tất các cơng đoạn xử lý, chế biến, được đóng bao bì, thanh trùng, tiệt trùng, hoặc cũng có loại khơng áp dụng chế độ thanh trùng, tiệt trùng. Tùy theo công nghệ chế biến và bản chất sản phẩm. Thành phẩm có thể được tiệt trùng rồi mới đóng bao bì với vật liệu bao bì đã tiệt trùng. Đối với các loại bao bì như: chai thủy tinh, lon kim loại, bình plastic (HDPE, PP) thì dịch thức uống thành phẩm nói riêng, thực phẩm nói chung được chiết rót vào bao bì, đóng nắp và thanh trùng theo chế độ nhiệt khác nhau tùy theo bản chất của loại thực phẩm, loại thức uống.
Phương pháp đóng bao bì Tetra pak được áp dụng cho những loại thức uống dạng lỏng, đồng nhất hoặc dạng huyền phù, nhũ tương với kích thước hạt rất nhỏ, độ nhớt không quá cao như dạng sữa béo, sữa gầy, nước ép rau quả,..
Hình 8.1 Q trình tiệt trùng sản phẩm đóng gói Tetra pak
Theo phương thức đóng gói Tetra pak, thức uống được tiệt trùng trước khi đóng vào bao bì. Bản chất của phương pháp này là tiệt trùng riêng lẻ thức uống dạng lỏng, sau đó rót định lượng dịch vào bao bì và hàn kín trong mơi trường vơ trùng.
toC 143 -
- 59 -
Sau khi đóng bao bì, sản phẩm được giữ ở nhiệt độ thường trong thời gian khoảng 6 tháng vẫn đảm bảo chất lượng sản phẩm. Phương pháp đóng bao bì Tetra pak đi đơi cùng với phương pháp tiệt trùng nhiệt độ cao, thời gian cực ngắn gọi là phương pháp UHT (Ultra high temperature) đảm bảo cho sản phẩm không bị biến đổi màu, mùi (như sậm màu và trử nên có mùi nấu).
8.2.2 Cấu trúc bao bì Tetra pak
Lớp 1: Màng HDPE: chống thấm nước, bảo vệ lớp in bên trong bằng giấy và tránh bị trầy sước
Lớp 2: Giấy in ấn: trang trí và in nhãn
Lớp 3: Giấy carton: tạo hình dáng hộp, lớp này có độ cứng và dai chịu đựng được những va chạm cơ học
Lớp 4: Màng PE: lớp keo kết dính giữa giấy carton và màng Al Lớp 5: Màng Al: ngăn chặn ẩm, ánh sáng, khí và hơi
Lớp 6: Ionomer: Lớp keo kết dính giữa màng nhơm và màng PE trong cùng
Lớp 7: LDPE: cho phép bao bì dễ hàn và tạo lớp trơ tiếp xúc với sản phẩm bên trong.
Hình 8.2 Các lớp bao bì Tetra pak
Trong loại bao bì này màng PE được sử dụng lặp lại 3 lần với 3 chức năng khác nhau. Mỗi lớp màng PE được sử dụng với mục đích đạt hiệu quả kinh tế cao như: tạo lớp che phủ bên ngoài cùng (bằng HDPE), tạo lớp màng trong cùng dễ hàn nhiệt ghép mí thân bằng HDPE chỉ áp dụng nhiệt độ hàn khoảng 100÷110oC
- 60 -
Lớp kết dính giữa lớp nhôm và giấy carton, được cấu tạo bởi vật liệu PE đồng trùng hợp. Đó là sự bố trí cần thiết vì lớp này cũng là lớp chống thấm phụ trợ cho lớp PE trong cùng và lớp màng nhôm mỏng; màng nhôm chống thấm khí, hơi và hơi nước rất tốt.
Việc sử dụng màng nhôm, màng ionomer dạng chất keo kết dính, và màng PE trong cùng (lớp 5, 6, 7) đã tạo nên tính thuận lợi cho bao bì tetra pak: vì nơi cấm ống hút vào để uống là 1 bề mặt hình trịn nhỏ được che chở bởi chỉ 3 lớp này, tạo sự dễ dàng đục lỗ chỉ bằng đầu nhọn của ống hút bằng plastic. Nếu dùng lớp plastic khác PE thì không thể đục lỗ một cách dễ dàng. Lớp màng nhôm được dùng trong trường hợp này để trợ giúp cho khả năng chống thấm khí hơi của màng PE, vốn khiếm khuyết tính chất này và đồng thời chống ánh sáng đi xuyên qua màng PE ở vị trí đục lỗ để cấm ống hút.
Khi hai mí thân ghép lại bằng phương pháp hàn nhiệt thì đồng thời ở tại mí ghép bên trong hộp được phủ một lớp HDPE để đảm bảo độ kín cho sản phẩm. cách ghép này giúp mối ghép được thẳng.
Cách đóng bao bì Tetra pak:
Các lớp vật liệu giấy được in nhãn theo yêu cầu của cơ sở sản xuất, sau đó được ghép cùng các lớp vật liệu khác và quấn thành từng cuộn có chiều rộng bằng chu vi của thân trụ hộp (phải có phần ghép mí thân).
Trước khi chiết rót, cuộn giấy được tiệt trùng bằng H2O2 trong phịng kín vơ trùng và được đưa vào máy hàn dọc thân hộp và ghép đáy. Sau đó dịch thực phẩm được rót định lượng vào hộp và bao bì được hàn ghép mí đầu, cắt rời, xếp góc. Hộp sản phẩm được dịng nước phun để làm sạch chất lỏng dính ở các mối hàn đầu và đáy, sau đó được thổi khơng khí nóng để khơ hộp. Số lượng 4 hay 6 hộp sản phẩm được xếp khối và bọc màng co PVC hoặc màng kết hợp giữa LDPE và EVA
- 61 -
Hình 8.3 Ký hiệu bao bì Tetra pak và các dạng bao bì.
Câu hỏi ơn tập Chương 8
1. Hãy nêu cấu tạo bao bì tetra pak và chức năng của từng lớp vật liệu ghép? 2. Sinh viên hãy thảo luận về các sản phẩm đặc trưng của bao bì Tetra pak và nhận định về xu hướng phát triển của loại bao bì này?
- 62 -
Chương 9 AN TỒN VỆ SINH BAO BÌ THỰC PHẨM
Giới thiệu:
Mục tiêu: Trình bày những yêu cầu để đảm bảo an tồn vệ sinh bao bì thực phẩm
và chống ơ nhiễm mơi trường
9.1. Chất lượng bao bì thực phẩm
An toàn vệ sinh thiết bị, dụng cụ chế biến thực phẩm cũng như vật liệu bao bì, vật chứa đựng thực phẩm cũng là một phần quan trọng đối với tiêu chuẩn an toàn vệ sinh thực phẩm, là yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng toàn phần của thực phẩm. Vấn đề liên quan mật thiết đến chất lượng bao bì chứa đựng thực phẩm bao gồm:
1. Vật liệu làm bao bì cho đối tượng thực phẩm. Dựa trên đặc tính của vật liệu bao bì ta có phương pháp đóng bao bì tương ứng và phải đồng thời phù hợp với phương pháp chiết rót thanh trùng, tiệt trùng bảo quản sản phẩm
2. Cơng nghệ chế tạo bao bì. Vật liệu chế tạo có độ tinh sạch cao hay thấp sẽ đưa đến điều kiện công nghệ chế tạo thay đổi.
3. Vệ sinh bao bì trước khi chiết rót thực phẩm. Việc vệ sinh được quan tâm đối với những bao bì tái sử dụng như chai lọ thủy tinh. Thơng thường những loại bao bì plastic, kim loại không tái sử dụng nên không đặt vấn đề quan tâm nặng đến việc vệ sinh bao bì.
4. Sự nhiễm hóa chất. Từ bề mặt bao bì vào thực phẩm, vấn đề này khơng đặt nặng sự quan tâm đối với bao bì kim loại được đóng phủ lớp vecni bảo vệ và bao bì thủy tinh. Nhưng vấn đề này cần quan tâm đối với bao bì bằng vật liệu plastic tái sinh, và sự in ấn lên bao bì.
- 63 -
Hình 9.1 Ký hiệu tái chế bao bì plastic
Các loại bình, chai, lọ, chén, hộp đựng thực phẩm thường được chế tạo bởi một loại plastic bằng phương pháp đùn ép khuôn, sau khi sử dụng thực phẩm thì bao bì được thu hồi để tái chế. Để phân loại và tái chế một cách thuận lợi thì qui định quốc tế trong lĩnh vực plastic được áp dụng như sau: Các chai lọ được chế tạo thuần một loại plastic thì được ghi ở đáy ký hiệu như trên để dễ phân loại, thu hồi, và tái chế. Những loại bao bì được ghép bằng nhiều vật liệu thì cũng có thể ký hiệu số 7 (other)
Hình 9.2 Phân loại bao bì
http://jumanjisolar.com/2011/06/tetra-pak-reciclemos-briks.html
9.3. Tiêu chuẩn an toàn vệ sinh vật liệu chế tạo thiết bị và bao bì
Tiêu chuẩn an toàn vệ sinh vật liệu bao gói chứa đựng thực phẩm được ban hành trong “Danh mục tiêu chuẩn vệ sinh đối với lương thực thực phẩm” theo quyết định số 867/1998/QĐ-BYT của bộ trưởng Bộ Y tế ngày 4/4/1998
9.4. Phẩm màu in ấn bao bì
Sự đảm bảo an tồn vệ sinh cho thực phẩm cho thực phẩm được bao gói bằng bao bì plastic chính là đảm bảo khơng nhiễm chất tiềm ẩn, khơng có sự nhiễm độc từ việc in ấn bao bì, ngay cả in trên mặt trong bao bì.
- 64 -
- In trên mặt ngồi bao bì: Sau khi in xong, chuỗi bao bì được cuộn lại ngay thành cuộn to. Khi đó, mực ở lớp ngồi dính vào mặt trong của lớp bao bì kế tiếp cuộn chồng lên.
- In trên mặt trong của bao bì hai lớp hoặc in lên mặt giữa (mặt ngoài) của lớp tiếp xúc thực phẩm của loại bao bì ghép hai lớp. Do có thể xảy ra trường hợp lớp ngăn cản (lớp trong) bị thấm ướt hoặc thấm chất béo từ thực phẩm hoặc các chất độc hữu cơ, dung mơi hữu cơ cịn lại sau q trình in thấm xuyên qua lớp ngăn cản nhiễm vào môi trường chứa thực phẩm; Trường hợp thực phẩm khô như bánh, chocolate sẽ dễ hấp thụ các chất bốc hơi này gây mất giá trị cảm quan và cũng có thể gây độc, ảnh hưởng sức khỏe người tiêu dùng.
9.5. Vệ sinh chai lọ tái sử dụng
Chai lọ được tái sử dụng sau khi rửa sạch. Bể rửa chai lọ có thể có đặc điểm vận hành rửa như sau:
- Rửa bằng dịng nước phun.
- Rửa bằng dịng khơng khí ion hóa. - Rửa hồn lưu.
- Dùng ozon.
Thông thường chai nước ngọt, chai bia bằng thủy tinh được rửa sạch bằng nước đối lưu bởi sự di chuyển tương đối của chai trong các băng tải đi qua các bể rửa.
Rửa chai lọ nhằm loại được hầu hết vi sinh vật và loại tất cả những vật chất có thể có trong chai như mảnh chai, cát đất, nhãn chai cũ cịn dính trên chai.
Hình 9.3 Hệ thống rửa chai JUMO CTI-750
- 65 -
9.6. Bao bì bioplastic giảm ơ nhiễm mơi trường
Sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật hiện nay đã và đang nghiên cứu các loại vật liệu có nguồn gốc tự nhiên, hồn tồn vơ hại đối với mơi trường, có thể phân hủy dễ dàng được quan tâm sử dụng. Do đó bao bì plastic có nguồn gốc sinh học được gọi tắt là bioplastic đang được nghiên cứu và phát triển.
Hình 9.4 Ký hiệu hình của bao bì bioplastic
http://www.huffingtonpost.com/2011/04/26/bioplastics-symbol-eco-plastic_n_852588.html
Một số loại bioplastic được phổ biến hiện nay:
9.6.1. Polylactic acid (PLA)
Nguyên liệu là tinh bột từ khoai tây và các loại thực vật khác. Sử dụng giống vi khuẩn lactic và enzym xúc tác thủy phân tinh bột lên men acid lactic. Acid lactic tinh khiết sau khi chưng cất được polyme hóa thành PLA.
PLA có khả năng bị phân hủy khi chơn trong đất nên nó khơng gây ơ nhiễm mơi trường.
Hình 9.5 Cơ chế tạo PLA
- 66 -
9.6.2. Polyhydroxyalkanoate (PHA)
PHA là một loại vật liệu polymer sinh học có tiềm năng cao, nó được hy vọng có thể thay thế cho bao bì plastic. Nhiều loại PHA đã được tổng hợp từ các nguồn cacbon hữu cơ, nguồn vi sinh vật và qua q trình tinh sạch.
Có hai phương pháp để tổng hợp PHA:
- Phương pháp lên men: glucose được sản xuất từ tinh bột bắp bằng phương pháp thủy phân sinh học hoặc hóa học, sau đó được lên men bởi những tế bào vi khuẩn đặc hiệu cho ra chế phẩm PHA. Chế phẩm dạng polymer này được thu nhận từ canh trường lên men, được cô đặc và kết tinh làm sạch.
- Quá trình tổng hợp trong tế bào sống: chuỗi polymer của PHA có thể được hình thành và phát triển trong tế bào cây trồng; đây là phương hướng sản xuất đang được quan tâm. Khi cây đã tổng hợp được PHA thì chúng được trích ly từ nhựa cây bởi một lượng lớn dung môi. Tiếp theo PHA được tinh sạch bằng cách thực hiện nhiều lần quá trình hịa tan chế phẩm trong dung môi, cô đặc và kết tinh.
Một ưu điểm của PHA so với PLA là khả năng tự phân hủy trong tự nhiên rất cao; nó sẽ tự phân hủy thành CO2 và nước. Nhưng sản phẩm có giá thành rất cao bởi vì nó được tổng hợp trong tế bào sống, năng suất thấp
9.6.3. Vật liệu thermoplastic starches) TPS
Vật liêu TPS được chế tạo từ vật liệu tinh bột và plastic, có đặc tính mềm dẻo, chịu nhiệt.
Ngun liệu tinh bột được dùng để chế tạo TPS có thể là tinh bột bắp, tinh bột lúa mì hoặc khoai tây. Nguyên tắc chế tạo TPS như sau: dùng phương pháp phối trộn và tạo liên kết giữa các phân tử tinh bột với plastic, khơng dùng q trình lên men sinh học như trường hợp PLA và PHA
Đã có nhiều nghiên cứu nhằm thay thế vật liệu plastic từ các chế phẩm dầu mỏ sang dạng plastic từ tinh bột bắp để làm những loại bao bì bao gói trực tiếp hàng hóa
- 67 -