Bất kỳ hoạt động MAP nào cũng phải được đảm bảo về tính tồn vẹn của gói và tránh bị rị rỉ. Máy có loại hệ thống niêm phong chéo này được sử dụng kết hợp với MAP nơi vật liệu đóng gói có khả năng được niêm phong ở nhiệt độ thấp và áp suất cao. Bộ phận làm kín chuyển động chéo quỹ đạo được thiết kế để kéo dài thời gian tiếp xúc để làm kín trong mỗi chu kỳ máy bằng cách di chuyển các ngàm với sản phẩm được bao bọc trong ống vật liệu bọc, để chúng mô tả chuyển động qua lại hoặc chuyển động của hộp. Lưỡi dao không thể thiếu với các hàm niêm phong, cắt qua các gói để chúng tách ra riêng biệt.
B ng 8: Thơng số kĩ thuật của máy Horizontal form-fill-seal (Máy Đóng Gói Dịng
Ngang Tốc Độ Cao Tự Động | Taiwantrade.Com, n.d.)
Kiểu mẫu Loại bao bì Gói tốc độ / phút Kích thước Max product BJ350M BJ450M
Loại gối con dấu
10-150 10-120
60mm-60mm (thiết lập sau khi thảo luận)
Chiều cao
Cân nặng 800kgs 1,100kgs Kích cỡ L3500 / 4500m m x W900 mm x H1500 / mm Nhu cầu về các tiêu chuẩn vệ sinh là điều cần thiết trong bất kỳ mơi trường đóng gói thực phẩm nào và đặc biệt là với đóng gói bao bì khí quyển sửa đổi (MAP). Máy móc phải dễ dàng làm sạch và có khả năng được rửa trôi trong quá trình làm vệ sinh. Các khu vực tiếp xúc trực tiếp giữa sản phẩm và máy móc như bộ phận dao phải được sản xuất bằng thép không gỉ hoặc bằng vật liệu nhựa thực phẩm. Đặc biệt nên tránh các bề mặt sơn nếu nằm phía trên đường bao gói sản phẩm. Các nhà sản xuất máy đã
nhận ra việc này và nhiều nhà sản xuất cung cấp máy theo đặc điểm kỹ thuật của ống rửa hoặc ống dẫn xuống. Đặc điểm kỹ thuật của máy vệ sinh được hiểu là một máy được chế tạo với bộ tiến dao bằng thép khơng gỉ có thể được làm sạch bằng nước nóng và chất tẩy rửa. Các bộ phận khác của máy, chẳng hạn như các tấm bảo vệ, được bao phủ trong các tấm thép khơng gỉ. Các con lăn làm kín đường nối dài và các hàm bịt kín chéo sẽ khơng chịu được làm sạch bằng nhiều nước và phải được lau sạch bằng khăn ẩm. Máy có thơng số kỹ thuật về ống mềm phải có khả năng chịu được việc làm sạch bằng ống áp lực cao và do đó tất cả các thiết bị điện bao gồm cả động cơ cần được bảo vệ ở mức độ bảo vệ ít nhất là tiêu chuẩn IP65.
Một cải tiến hữu ích là sự phát triển của hệ thống phát hiện có thể xác định vị trí của sản phẩm trong ống vật liệu đóng gói. Nếu sản phẩm nằm ngồi vị trí chính xác của nó, chuyển động đóng của các hàm niêm phong bị gián đoạn, do đó ngăn khơng cho các hàm va chạm vào sản phẩm với sự nhiễm bẩn khơng thể tránh khỏi địi hỏi phải làm sạch hàm và mất thời gian sản xuất. Máy đóng gói tiếp tục hoạt động và sản phẩm bị lỗi có thể tự động bị loại khỏi dây chuyền ở đầu xả của máy. H ì n h 1 2 : M à n h ì n h c à i đ ặ t đ i ề u k h i ể n c ủ a m á y h o r i z o n t a l f o r m - fi ll - s e a l 27
Máy horizontal form-fill-seal (Hình 12) vừa có thể dễ dàng thay đổi kích thước sản phẩm và có khả năng điều chỉnh nhanh chóng trong q trình sản xuất mà khơng u cầu chun mơn kỹ thuật có tay nghề cao. Máy được trang bị màn hình hiển thị có thể điều chỉnh được, hoạt động của nó có thể được điều khiển tự động. Độ tin cậy của các bộ truyền động bộ vi xử lý đa trục so với các hệ thống truyền động cơ học truyền thống đã được chứng minh và khả năng lập trình các chi tiết kích thước máy của các sản phẩm khác nhau và thu hồi từ một bộ nhớ làm cho máy horizontal form-fill-seal trở thành một máy đóng gói cực kỳ linh hoạt.
Hình 13: Một số thành phẩm của máy horizontal form-fill-seal 2.5.3.2. Vertical form fill – seal (VFFS) fill-seal 2.5.3.2. Vertical form fill – seal (VFFS)
Hình 14: Máy Vertical form-fill-seal
Máy vertical form fill – seal là một trong những loại máy được sản xuất rộng rãi nhất trong ngành đóng gói, chỉ đứng sau số lượng máy horizontal form-fill-seal. Nguyên tắc hoạt động chung và sự khác biệt giữa các dòng máy là ở phương thức vận chuyển vật liệu đóng gói qua máy.
Hình 15: Cấu tạo máy Vertical form-fill-seal
Trong MAP, dòng máy này được sử dụng để đóng gói các sản phẩm dạng hạt và dạng tự do (free-flowing) như cà phê, các loại hạt và snack. Một trình tự hoạt động điển hình (Hình 15) bao gồm một tấm bao bì đơn lẻ được kéo ra từ trục quay, được đăng ký nếu được in, và được đưa qua một vai định hình và xung quanh một ống kim loại được gắn trong mặt phẳng thẳng đứng. Ống hoạt động giống như hộp gấp trên máy HFFS và hai mép của màng được dẫn hướng để tạo thành một vây, đi qua các con lăn được nung nóng, hoặc phổ biến hơn là một đường nối chồng lên nhau được bịt kín bởi một thanh gia nhiệt tạo áp lực lên khu vực đường may. Trong phần lớn các trường hợp, máy móc hoạt động theo chuyển động gián đoạn và màng được dẫn động bằng cách kéo các đai xuống gắn vào hai bên của ống định hình. Trong một số trường hợp, các đai chuyển động liên tục và dính vào màng để đẩy nó xuống theo tín hiệu rằng một sản phẩm đã được đưa vào ống. Các đai cũng có thể được đục lỗ và hút chân khơng để bắt đầu chuyển động của phim. Ngoài ra, các dây đai có thể tiếp xúc vĩnh viễn với phim và di chuyển khơng liên tục khi có tín hiệu.
Hình 16: Một vài kiểu bao gói điển hình của thiết bị Vertical form-fill-seal
Sản phẩm từ hệ thống tiếp liệu cân, khoan hoặc định mức thích hợp được phân phối xuống ống và vào túi được tạo thành ở đáy ống. Hàm niêm phong chữ thập kết hợp một con dao di chuyển vào và ra để làm dấu chéo và tách các gói kế tiếp nhau. Khi một khí được đưa vào, hai ống được sử dụng, một bên trong ống kia. Vật liệu đóng gói được kéo xung quanh bên ngồi của ống bên ngồi, sản phẩm rơi vào bên trong ống bên trong và khí được đưa vào khơng gian giữa các thành của hai ống để xả khơng khí trong bao bì đang được hình thành.
B ng 9: Thơng số kĩ thuật của máy FT-540H High Speed Automatic Vertical Form Fill Seal Machine (High Speed Automatic Vertical Form Fill Seal Machine, n.d.)
Mơ hình
Loại túi Chế Độ hoạt động
Đầu ra (bpm) Túi Chiều Dài (duy nhất đột
quỵ) Chiều Rộng túi Reel Phim Chiều Rộng Reel Bên Ngoài Dia. Reel Bên Trong Dia.
Điện Điện
Áp Suất khơng khí & Tiêu Thụ
Dấu Chân (W x D x H) Máy Trọng Lượng
FT-540H
Gối loại túi; Gusseted túi (Tùy Chọn) Liên tục Lên đến 65 Lên đến 340mm(13.4 '') 80 đến 260 (3.1 '' đến 10.3 '') ≤ 540mm (21.2 '') 400mm (15.7 '') 75mm (2.9 '')
AC220V/50Hz, 1phaseor Mỗi khách hàng đặc điểm kỹ thuật
3KW
0.6 MPa, 0.36 M3/min ( 87 Psi, 12.7cfm) 1220x1680x1680mm(4'x5'6''x5'6'')
800kg
2.5.4.Thermoforming packaging machines
Hình 17: Hệ thống Thermoforming
Máy thermoforming (Hình 17) liên quan đến việc sử dụng vật liệu cứng hoặc bán cứng được đưa từ trục quay vào các bộ kẹp được giữ trên dây chuyền chạy ở hai bên và chiều dài của máy. Vật liệu được kéo từ trục quay vào một trạm gia nhiệt nơi nó được làm mềm và đến bước tạo hình, bằng cách sử dụng chân khơng áp suất khơng khí hoặc kết hợp cả hai vật liệu dẻo được tạo thành hình dạng yêu cầu của vật chứa, thường là cái mâm. Trong một số trường hợp, tùy thuộc vào độ phức tạp của quá trình tạo hình và đặc biệt là nơi phải kéo khay sâu một số hỗ trợ cơ học được cung cấp. Điều này giúp giảm độ mỏng của vật liệu ở các góc, nếu khơng sẽ gây ra điểm yếu ở khu vực đó của khay (Parry, 1998).
Hình 18: Phương pháp tạo hình hộp đựng thực phẩm
Các khay đã định hình được chuyển tiếp tới khu vực tải sản phẩm. Việc tải có thể được thực hiện bằng tay hoặc bằng các phương tiện tự động tùy thuộc vào tính chất của sản phẩm. Trong phần tiếp theo, các khay chứa đầy thực phẩm vào một buồng khơng khí được hút ra và khí đã sửa đổi được xả vào qua các cổng. Đồng thời với các khay đi vào buồng, một tấm vật liệu linh hoạt phía trên từ trục quay và được đưa vào buồng nó được bịt kín sau khi xả và bơm khí xong. Mạng lưới
hồn chỉnh của các gói được niêm phong, sau đó chuyển đến một trạm cắt, nơi dao quay và máy chém chéo hoặc bố trí đột dập tách các khay khỏi lưới, phần còn lại của chúng được loại bỏ bằng cách cuộn vào ống hoặc bằng đường chân khơng vào một bể chứa chất thải. Ví dụ về các sản phẩm được đóng gói theo cách này được thể hiện trong Hình 18 (Parry, 1998).
Hình 19: Gói khay được s n xuất bởi hệ thống tạo hình nhiệt
Máy đóng gói thermoforming như minh họa trong Hình 19, đang được phát triển liên tục để xả khí hiệu quả hơn và tăng sản lượng. Một nhà sản xuất sẽ yêu cầu cải tiến so với một nhà sản xuất khác và các hệ thống đang được cải tiến để cho phép xử lý các vật liệu đóng gói phức tạp hơn. Các sửa đổi gần đây bao gồm việc cung cấp một bộ phận tự nạp liệu cho phép các cuộn vật liệu có đường kính lớn, được định vị trên máy sẵn sàng sử dụng. Đường kính lên đến 1000 mm đã làm tăng thời gian vận hành (Parry, 1998).
Hình 20: Máy đóng gói Thermoforming
Để giảm thời gian quay vịng của máy, bị chi phối bởi sự áp đặt bởi thời gian hút chân không và xả ngược trong buồng, một nhà sản xuất đã kết hợp một bộ phận đụt lỗ tạo ra các lỗ thốt khí lớn ở mép màng film. Thời gian thực hiện để loại bỏ khơng khí và đưa khí vào buồng đã được rút ngắn và sản lượng tổng thể tăng lên.
Sự ra đời của vi điện tử cho phép kiểm sốt chính xác tất cả các chức năng của máy bao gồm cài đặt nhiệt độ và chuyển động của máy để có thể đạt được kết quả tối ưu. Việc kiểm soát các chức năng này đã cho phép xử lý một số cấu trúc vật liệu phức tạp.
Yêu cầu đối với các bao bì có thể dùng lị vi sóng đã dẫn đến sự phát triển của các máy có khả năng tạo ra các thùng chứa từ màng polystyrene mở rộng ở dạng cán mỏng với các vật liệu có rào cản cao. Bằng cách kết hợp với vật liệu trên cùng được định hình linh hoạt có thể chứa các sản phẩm cao vượt chiều cao của khay đế. Trong một số trường hợp, các gói có thể được đưa qua một đường hầm co lại để tạo ra một gói chặt (Parry, 1998).
Việc tạo hình trên cùng của vật liệu bán cứng, như được sử dụng trong 'container fraicheur’
ởPháp để đóng gói các sản phẩm bánh đặc biệt, tạo ra một gói MAP cứng với các tính năng hiển thị và xếp chồng tốt (Parry, 1998).
Sự phát triển đã diễn ra dẫn đến sự kết hợp của bao bì da chân khơng với MAP (vacuum skin packaging with MAP). Lý tưởng nhất để đóng gói thịt và cá, sản phẩm được đặt trong một khay
định hình và một màng thấm khí được thu nhỏ lại để nó được giữ chắc chắn trong khay, cải thiện khả năng trình bày và nước thấm ra ngồi. Khí được cho phép vào khoảng trống trước khi một màng chắn được niêm phong vào đầu khay. 'Darfresh' và 'Flavoloc' là hai hệ thống như vậy (Parry, 1998).
Hình 21: Vacuum skin packaging with MAP
Một số ưu điểm của kiểu đóng gói định dạng nhiệt (thermoforming) cho MAP. Việc hút chân khơng khí khỏi bao bì trước khi xả bằng khí cần thiết có thể đạt được hàm lượng oxy dư thấp trong bao bì thành phẩm khi đóng gói các sản phẩm có cấu trúc tế bào như bánh mì cuộn. Các gói hình thức hấp dẫn và thuận tiện để sử dụng. Hệ thống sản xuất khay riêng khi cần thiết hoặc để chứa sản phẩm. Điều này sẽ mang lại lợi thế về chi phí so với việc phải sử dụng khay làm sẵn (Parry, 1998).
Cũng có những nhược điểm: Việc thay đổi kích thước bao bì thường xun địi hỏi việc thay đổi các khuôn và dụng cụ đắt tiền, tốn thời gian và cần nhân viên có tay nghề cao. Số lượng gói được tạo ra trong mỗi chu kỳ phụ thuộc vào số lượng có thể được lắp vào khu vực của đầu tạo hình. Việc tiếp liệu tự động sản phẩm cũng khó nhưng những tiến bộ đang được thực hiện với sự phát triển của hệ thống tiếp liệu bằng robot. (Parry, 1998)
Thông số kỹ thuật
Các thơng số kỹ thuật chỉ mang tính chất tham khảo. Mỗi máy có thể khác nhau do thiết kế khác nhau. (Máy Đóng Gói Thermoforming, n.d.)
Film thermoforming thường có thể được chia thành hai loại: film nhiệt độ thấp và film nhiệt độ cao. Một máy đóng gói thermoforming cần hai cuộn phim, một cuộn làm màng tạo đáy, một cuộn khác làm màng niêm phong trên cùng. Trong khi màng niêm phong trên cùng luôn mỏng hơn và linh hoạt, màng tạo đáy có thể cứng hoặc dẻo.
B ng 10: Thông số kỹ thuật của một số loại máy đóng gói Thermoforming
Mẫu số Chiều rộng màng niêm phong hàng đầu Chiều rộng màng tạo hình đáy Cung cấp năng lượng Tổng cơng suất Khí nén Nước làm lạnh Độ chân khơng Kích thước máy Trọng lượng máy Bơm chân khơng Áp suất khí nitơ hoặc hỗn hợp
3. Ưu và nhược điểm của cơng nghệ MAP
Sự tăng trưởng nhanh chóng của thị trường đối với các sản phẩm MAP cho thấy rõ ràng rằng lợi ích của hệ thống đối với nhà sản xuất, nhà bán lẻ và người tiêu dùng được coi là vượt xa những mặt hạn chế.
3.1. Ưu điểm của MAP
Ưu điểm của MAP là (Parry, 1998):
- Tăng thời hạn sử dụng cho phép các kệ trưng bày bán lẻ tải ít thường xuyên hơn;
- Giảm lượng rác thải bán lẻ;
- Cải thiện trình bày - nhìn rõ ràng về sản phẩm và khả năng hiển thị tồn bộ;
- Đóng gói hợp vệ sinh có thể xếp chồng lên nhau, được niêm phong và không bị nhỏ giọt sản phẩm và mùi hôi;
- Dễ dàng tách các sản phẩm thái lát;
- Ít hoặc khơng cần chất bảo quản hóa học;
- Tăng diện tích phân phối và giảm chi phí vận tải do giao hàng ít thường xun hơn;
- Đóng gói tập trung và kiểm sốt khẩu phần;
- Giảm chi phí sản xuất và lưu kho do sử dụng tốt hơn lao động, không gian và thiết bị.
3.2. Nhược điểm của MAP
Nhược điểm của MAP là (Parry, 1998):
- Giá vốn của máy móc đóng gói khí;
- Chi phí khí đốt và vật liệu đóng gói;
- Chi phí thiết bị phân tích để đảm bảo rằng các hỗn hợp khí chính xác đang được sử dụng; - Chi phí của các hệ thống đảm bảo chất lượng để ngăn chặn sự phân phối
của các chất rị rỉ, v.v ...;
- Khối lượng gói hàng tăng lên sẽ ảnh hưởng xấu đến chi phí vận chuyển và không gian trưng bày bán lẻ;
- Khả năng phát triển của mầm bệnh truyền qua thực phẩm do lạm dụng nhiệt độ của người bán lẻ và người tiêu dùng;
- Lợi ích của MAP sẽ bị mất khi gói được mở hoặc bị rị rỉ.
4. Ứng dụng trong thực phẩm
4.1. Thực phẩm không hô hấp
4.1.1.Cá và thủy sản
Cá và động vật có vỏ rất dễ hỏng, do aw cao, pH trung tính và sự hiện diện của các enzyme tự phân giải gây ra sự phát triển nhanh chóng của mùi và hương vị khơng mong muốn. Sự suy giảm chất lượng của cá ướp lạnh thường do hoạt động của vi sinh vật chi phối, nhưng các hoạt động oxy hóa cũng