Kỹ thuật bao bì thực phẩm Bao bì thực phẩm lạnh đông
ĐI HC BCH KHOA TPHCM
ĐI HC QUC GIA
KHOA K THUT HA HC
BO CO BAO B THC PHM
BAO B TRONG BẢO QUẢNLNH ĐÔNG
GVHD : PGS.TS ĐNG TH$ ANH Đ%O
SVTH : HC07TP
I. Quá trình lạnh đông thực phẩm
1. Giới thiệu quá trình lạnh đông thực phẩm
- 1 -
Kỹ thuật bao bì thực phẩm Bao bì thực phẩm lạnh đông
a) Lạnh đông thực phẩm là gì:
Đông lạnh là 1 trong những phương pháp thuận lợi nhất để bảo toàn chất lượng thực
phẩm, bao gồm cả những thực phẩm tươi sống hay đã qua chế biến, thường áp dụng đối với
mặt hàng xuất khẩu.
Bảo quản lạnh đông là phương pháp bảo quản ở nhiệt độ dưới nhiệt độ đông đặc của
nước trong thực phẩm, có kèm theo sự tạo thành tinh thể nước đá. Nước trong thực phẩm có
dạng chất hòa tan và dạng keo.
b) Một số thực phẩm lạnh đông chủ yếu:
- Thịt gia súc: thịt bò, thịt heo, thịt cừu…
- Thịt và trứng gia cầm: gà, vịt, ngỗng…
- Thủy hải sản: cá, tôm, sò, mực, nghêu, hến…
- Rau quả: rau diếp, spinach, cải bắp, dâu, khổ qua, vải, nhãn…
- Nước trái cây.
- Bánh mì, pasta, pizza…
- Sữa, kem, bánh pudding, mousse…
c) Điểm đông đặc của thực phẩm:
Điểm đông đặc của thực phẩm luôn nhỏ hơn điểm đông đặc của nước tinh khiết (0
o
C)

Sự suy giảm quá trình hô hấp ở những mô nhạy cảm của côn trùng, như là mô thần kinh
và cơ bắp làm ức chế sự phát triển của vi sinh vật và côn trùng.
Sự thay đổi pH và hạ thấp nhiệt độ cũng như sự giảm hàm lượng các khí tự do trong
thực phẩm làm ức chế hoạt động của vi sinh vật và các enzyme, làm giảm tốc độ các phản
ứng hóa học và sinh hóa.
f) Sự thay đổi của thực phẩm trong quá trình lạnh đông:
Nhiệt độ thay đổi theo chiều hướng giảm dần đến dưới điểm đông đặc của nước. Trong
suốt giai đoạn đầu của quá trình làm lạnh, nhiệt độ giảm nhanh xuống dưới điểm lạnh đông
của nước (0
o
C). Khi đó lượng nhiệt yêu cầu tách ra lớn trong giai đoạn 2 để chuyển lượng
lớn nước liên kết thành nước đá, sự thay đổi nhiệt độ rất ít và giai đoạn này được gọi là giai
đoạn ngưng nhiệt. Có khoảng 3/4 nước được chuyển đổi tạo thành nước đá, nhiệt độ một lần
nữa bắt đầu giảm và trong suốt giai đoạn thứ 3 này hầu như lượng nước còn lại đóng băng.
Một lượng nhỏ nhiệt đã được tách ra trong suốt giai đoạn 3 này.
Sự kết tinh làm phá vỡ tế bào, mô thực phẩm. Làm lạnh với tốc độ nhanh thì tinh thể tạo
ra bé sẽ ít ảnh hưởng đến cấu trúc thực phẩm. Hoạt độ nước a
w
của thực phẩm giảm do nước
bị đông đá và nồng độ chất hòa tan tăng lên. Hiện tượng mất nước nghiêm trọng được gọi là
“cháy lạnh”. pH thay đổi từ 0.3 – 2 đơn vị do một số ion H
+
và OH
-
bị tách ra khỏi nước khi
nước bị đông đặc. Ngoài ra hàm lượng các khí tự do trong thực phẩm cũng giảm.
2. Các phương pháp lạnh đông thực phẩm
a) Hệ thống làm lạnh gián tiếp:
Sản phẩm được bao gói và không tiếp xúc trực tiếp với chất làm lạnh. Tuy nhiên phương
pháp này có tốc độ làm lạnh chậm, sản phẩm chất lượng kém.

lỏng phun trên sản phẩm. Một số
hệ thống sử dụng CO rắn (nước đá khô) đặt nằm dưới sản phẩm, sự thăng hoa của nước đá
khô xảy ra ở nhiệt độ -78
o
C, có thể làm lạnh đông xuống ít nhất -75
o
C, quá trình lạnh đông
xảy ra trong trường hợp này rất nhanh và sự mất dịch sẽ giảm xuống ít hơn 1%.
CO và N
2
cũng có thể sử dụng trong phương pháp lạnh đông bằng khí thổi với thiết bị
lạnh đông dạng xoắn ốc.
II. Chức năng của bao bì thực phẩm lạnh đông
Bảo quản lạnh đông có thể kéo dài đáng kể thời hạn sử dụng thực phẩm, tuy nhiên chất
lượng của thực phẩm vẫn có thể bị giảm dần theo thời gian. Hạn sử dụng của sản phẩm thực
phẩm đã được đóng gói phụ thuộc vào bản chất thực phẩm, môi trường xung quanh và bao
bì.
Việc chọn chất liệu bao bì và loại bao bì đúng có thể làm cho chất lượng thực phẩm ít bị
giảm sút nhất.
Một trong những vấn đề xảy ra khi đông lạnh thực phẩm là độ ẩm của thực phẩm giảm.
Bên cạnh đó là việc xuất hiện những tinh thể đá ở trong bao bì. Không chỉ vậy một lượng
nhỏ nước chưa bị đông là môi trường để xảy ra các phản ứng oxy hóa có hay không có
enzyme. Bao bì là 1 hàng rào để chống lại các tác hai trên. Đó là lý do tại sao phải chọn chất
liệu bao bì và loại bao bì dành cho thực phẩm đông lạnh.
Bao bì thực phẩm có 4 chức năng chính:
 Chứa đựng: Đảm bảo số lượng và chất lượng, tránh những sự hư hại vật lý
gây ra do bị nén khi xếp chồng hay va đập trong thời gian lưu kho và vận chuyển.
Những gói thực phẩm đông lạnh ở dưới đáy có thể bị hư hại nhiều hơn nữa nếu các công
ten nơ được thả trên một bề mặt cứng.
 Bảo vệ:

đông
Những loại vật liệu thường dùng trong bao bì lạnh đông bao gồm: Giấy, plastic, nhôm.
Người ta cũng có thể ghép lớp các loại vật liệu trên thành màng ghép nhiều lớp hoặc kết
hợp các loại vật liệu khác nhau trong cùng một bao bì.
1. Plastic
Hình 1: CTHH một số loại plastic thường dùng
a) Polyethylene (PE):
- 5 -
Kỹ thuật bao bì thực phẩm Bao bì thực phẩm lạnh đông
Tỷ lệ sử dụng so với tổng lượng plastic cao nhất: 40 – 50 % / năm.
PE trùng hợp từ khí ethylene CH
2
=CH
2
.
Điều kiện trùng hợp:
- P = 1000 – 3000 at (Áp suất cao hạn chế sự tạo mạch
nhánh quá lớn gây sự sắp xếp không trật tự của các mạch và tạo nên nhiều vùng cấu
trúc vô định hình làm giảm tính bền cơ và tính chống thấm)
- t
o
= 100 – 300
o
C (t
o
> 300
o
C sẽ gây thoái hóa mạch
polymer)
Có thể mang nhánh hoặc không. Sự phát sinh mạch nhánh làm ngăn cản sự phát triển độ

- Tính chống thấm hơi nước và khí thấp hơn.
- 6 -
Kỹ thuật bao bì thực phẩm Bao bì thực phẩm lạnh đông
- Các đặc tính được ổn định ở nhiệt độ thường.
- Tính chất trượt thấp (hệ số ma sát cao) => Phải tăng thêm
chất phụ gia của tác nhân trượt để tạo độ láng bóng bề mặt.
- Có thể hàn nhiệt nhưng với nhiệt độ cao hơn PVC.
- Khả năng in tốt.
- Dễ bị hư hỏng ở nhiệt độ cao.
- Tính mềm dẻo cao hơn.
- Không gây ô nhiễm môi trường khi hư hỏng cấu trúc.
c) Polypropylene (PP):
Phương pháp trùng hợp PP từ cao su rắn hoặc từ dầu lỏng ở áp suất cao hiệu quả không
cao: Xảy ra sự nối kết không trật tự cho ra 1 loại cao su hoặc 1 chất như dầu nhờn.
Phương pháp trùng hợp của Natta với xúc tác lập thể đặc hiệu Ziegler trên monomer
propylene CH
2
=CH-CH
3
dưới áp suất khoảng 100 at và nhiệt độ thấp: Trùng hợp được PP
có trọng lượng phân tử cao với cấu trúc lập thể không nhánh.
Xúc tác được tách khỏi PP bằng dd HCl nồng độ thấp trong methyl alcohol. Sau đó PP
được rửa sạch bằng nước để tách acid, chưng cất hơi nước để tách tạp chất dễ bay hơi, làm
khô, đùn ép và tạo viên.
Cấu trúc không gian của PP gồm 4 loại:
- Atactic
- Isotactic
- Syndiotactic
- Stereoblock
Mạch PP có cấu trúc dạng xoắn như lò xo (cấu tạo cis-trans), không có mạch nhánh.

Kỹ thuật bao bì thực phẩm Bao bì thực phẩm lạnh đông
Tính bền cơ cao, khá cứng vững, không mềm dẻo như PE, không bị kéo giãn dài =>
Được chế tạo thành sợi, dệt thành bao bì đựng lương thực.
Khả năng in ấn cao, rõ nét.
Hình 5: Bao bì PP đựng rau trái
d) Polyvinyl Chloride:
Trùng hợp từ các monomer vinyl chloride CHCl-CH
2
(VCM), ở áp suất thấp. Có thể
trùng hợp ở cả 2 vị trí đầu của nối đôi.
Màng PVC được sản xuất theo phương pháp đùn ép và thổi thành màng qua khe.
Tỷ trọng 1.4 g/cm
3
, cao hơn PE và PP => Tốn 1 lượng lớn PVC để có 1 diện tích màng
cùng độ dày so với PE và PP.
VCM ảnh hưởng thần kinh, gây ung thư => Lượng VCM trong sản phẩm PVC được
khống chế < 1 ppm (mức an toàn).
Giá thành thấp PVC hơn các polymer trùng hợp khác.
Loại PVC đã được dẻo hóa bởi phụ gia sẽ bị biến tính cứng dòn sau 1 thời gian =>
Trong thực phẩm chỉ dùng loại PVC không dẻo hóa:
- Sản phẩm PVC không dẻo hóa thường bị giảm màu
và mất màu khi gia nhiệt đến gần nhiệt độ chế tạo => phải cho thêm chất ổn định.
- Chống thấm hơi, nước kém hơn PE, PP.
- Tính chống thấm khí, chống dầu mỡ khá cao => Bao
bì chứa thực phẩm có hàm lượng béo cao.
- Không bị hư hỏng bởi acid và kiềm.
- Bị phá hủy bởi 1 số dung môi hữu cơ, đặc biệt là
clorofom và ketone.
- Màng PVC có khuynh hướng đóng thành khối do
tương tác tĩnh điện giữa chúng.

Ứng dụng: PVDC/MA hoặc PVDC/AN có tính chống thấm khí cao => Làm lớp che phủ
bên ngoài nhiều loại vật liệu khác, PVDC làm màng bọc rau quả, các thực phẩm tươi
sống bảo quản lạnh hoặc một số thực phẩm ăn liền như phô mát, thịt nguội… do tính
bám dính tốt, mềm dẻo.
Hình 7: Màng PVDC bọc rau quả
f) Polyethylene terephthalate (PET, Mylar, Milinex, Hoslaphane, Terphane):
PET thuộc nhóm polyester là loại copolymer từ trùng ngưng giữa ethylene glycol và
dimethyl terephthalate (DMT) hoặc acid terephthalic (TPA) dưới áp suất thấp, với ethylene
glycol là chất nền khởi đầu cho quá trình trùng hợp.
Màng PET định hướng 2 chiều: tính trong suốt, tính bền cơ và mềm dẻo tăng.
Tỷ trọng; 1,4
Bền cơ: chịu được lực xé, lực va chạm, chịu mài mòn, độ cứng vững cao.
Trơ với môi trường thực phẩm.
Trong suốt.
Không bị hư hỏng bởi dung môi hữu cơ.
Chống thấm khí CO
2
và O
2
tốt hơn polyelefin, chống thấm dầu mỡ tốt.
Tính chịu nhiệt:
- T
o
gây hư hỏng cấu trúc PET là 225
o
C.
- Ở 200
o
C, cấu trúc hóa học mạch PET không đổi, ở 66
– 100

H
5
-CH=CH
2
với xúc tác khởi đầu của 1 peroxide ở áp suất thấp
trong khoảng nhiệt độ 105 – 190
o
C. PS là polymer vô định hình, phân tử lượng từ 40000 –
220000.
Tính chất:
- Trong suốt.
- Tính cứng vững
cao, dòn.
- Tính bền cơ về va
chạm, mài mòn, xé rách kém PC.
- T
nc
= 88
o
C.
- Tính chống thấm nước tốt.
- Tính chống thấm khí, hơi kém
Ứng dụng: PS định hướng 2 chiều tăng tính chống thấm, tính bền cơ nhưng dòn và cứng
nên không dùng làm bao bì 1 lớp. PS được thổi, dập thành các khay chứa đựng trứng, bánh,
các loại thịt tươi sống bày bán trong vòng 12h ở nhiệt độ 2 – 4
o
C, thức ăn ăn liền, làm lớp
lót cửa sổ cho các bao bì ngoài dạng có thể nhìn thấy vật phẩm bên trong.
 HIPS: copolymer giữa styrene và cao su được cải thiện tính bền cơ, giảm độ trong
suốt, giá thành tăng cao, có thể đùn ép với các polymer khác để tạo vật liệu ghép nhiều

o
C : bị biến dạng do giãn nở nhiệt => Chịu
được T
o
thanh trùng 100
o
C trong thời gian ngắn.
- T
o
hàn
không cao => Khả năng hàn dán nhiệt tốt, có thể
hàn ghép mí nylon bằng phương pháp hàn cao tần.
Trong, hơi mờ đục như LDPE.
Tính bền cơ lý cao: chịu va chạm, chống trầy xước, mài mòn, xé rách, thủng bao bì.
Tính chống thấm khí, hơi tốt, có thể giảm 3 lần khi nylon hút ẩm tối đa => Làm bao bì
hút chân không hoặc ngăn cản sự thấm khí, hay thoát hương.
Tính chống thấm nước kém, ảnh hưởng đến tính bền cơ lý => Sấy khô nylon.
Không bị tác động của acid yếu, kiềm yếu nhưng bị hư hỏng với acid và kiềm nồng độ
cao.
Không bị hư hỏng bởi chất béo, tính chống thấm béo cao.
Không có tính cứng vững => Chỉ làm bao bì dạng màng, túi.
Khả năng in ấn tốt, không cần xử lý bề mặt trước khi in.
Nylon 6 và nylon 6,6: PA bán kết tinh.
Hình 13: Màng nylon bọc thịt lạnh đông
 Nylon 6: Trùng ngưng từ caprolactam ở 225
o
C. Bền nhiệt, vẫn giữ
tính mềm dẻo khi gia nhiệt > 100
o
C, dễ hàn dán nhiệt và tạo màng đúc bằng phương

thực phẩm và độ ẩm tương đối của môi trường trong kho.
 Tính chất cách điện:
Sự truyền nhiệt có thể xảy ra bởi sự truyền dẫn, sự đối lưu, và sự bức xạ và ảnh hưởng
bởi bề dày, những đặc tính về nhiệt, tính xốp và tính phản xạ của vật chất. Những thuộc tính
này được tập hợp xem xét để xác định tính chất cách điện cho một hệ thống đóng gói.
 Tính chất cơ học: Tính cấu trúc tốt, chống lại các lực cơ học, dễ xếp
nếp.
- 12 -
Kỹ thuật bao bì thực phẩm Bao bì thực phẩm lạnh đông


Hình 15: bao bì giấy
c) Tiêu chí lựa chọn:
- 13 -
Kỹ thuật bao bì thực phẩm Bao bì thực phẩm lạnh đông
- Đặc điểm của thực phẩm
- Điều kiện đóng gói
- Độ bền cơ học
- Được phép sử dụng
- Có khả năng tái chế
- Chi phí.
- Độ cứng vững
- Bề mặt (in ấn, trang trí ….)
3. Nhôm
Nhôm nhẹ, thuận lợi cho vận chuyển, phân phối. Nhôm có đặc tính mềm dẻo, ít tạo sự cứng vững
cho bao gói, mà tạo sự áp sát bề mặt thực phẩm nhiều hơn. Nhôm đặc biệt cứng vững khi chứa đựng
chất lỏng có áp lực khí, như lon thức uống có gas. Nhôm sử dụng cho thực phẩm có độ tinh khiết 99
– 99.8 %.
Ít thấm hơi nước (0.05 G/ m
2

- Đa số các màng ghép dùng chất kết dính đều có ghép lá nhôm để ngăn ánh sang
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
-
Hình 19: Màng plastic ghép với nhôm và giấy kraft
- Ghép lớp PE trong cùng để tạo khả năng hàn dán nhiệt tốt. Màng LDPE hay LLDPE
cũng có thể được phủ ngoài nhằm mục đích chống thấm hơi nước, chống ướt bao bì.
- PE ghép với nylon làm bao bì thực phẩm lạnh đông IQF hút chân không, màng co
bọc thực phẩm hâm nóng trong lò viba.
- LLDPE ghép với EVA làm màng co bọc thực phẩm.
-
Hình 22: bọc màng co hút chân không đựng trái cây lạnh đông
- Phủ PVC bên ngoài các lớp màng khác làm tăng tính chống thấm khí.
- 15 -
Kỹ thuật bao bì thực phẩm Bao bì thực phẩm lạnh đông
- Màng OPP ghép ngoài cùng các bao bì dạng túi nhằm xé, mở dễ dàng, in ấn tốt, tạo
độ bóng ca
V. Các loại hình bao bì thực phẩm lạnh đông
1. Thùng / hộp
Chúng thường được làm bằng LDPE có phủ bìa cứng. Bìa cứng thì chống lại các tổn thương cơ
học, LDPE thì chống lại việc sản phẩm bị ẩm ướt, bảo vệ sản phẩm khỏi mất hơi nước.
Người ta sẽ tạo nên thùng hay hộp giấy từ các tấm bìa carton phẳng, chứa đựng sản phẩm và đóng
lại.
Hình 24: Thiết bị tạo hộp giấy bán tự động theo chiều ngang
Hình 25: Thiết bị tạo hộp giấy tự động theo chiều dài
Hình 26: Thiết bị đóng gói vào thùng carton
- 16 -
Kỹ thuật bao bì thực phẩm Bao bì thực phẩm lạnh đông
Hình 27: Thiết bị đóng hộp có màng co bao bọc
2. Túi / bao

 Thiết bị rót đẳng áp: Sử dụng bơm để đưa chất lỏng vào bao bì
Hình 30: Thiết bị rót áp suất
 Thiết bị rót định lượng: Một thể tích chất lỏng không đổi được đo trước khi
rót, sau đó chuyển qua một bơm piston để rót vào bao bì. Phương pháp này chậm và không chính
xác.
Hình 31: Thiết bị rót định lượng
 Thiết bị rót thế năng: Dựa vào sự chênh lệch độ cao mà dung dịch được rót.
- 18 -
Kỹ thuật bao bì thực phẩm Bao bì thực phẩm lạnh đông
Hình 32: Thiết bị rót thế năng
 Thiết bị rót đẳng áp chân không: Sử dụng kết hợp áp suất và chân không để
rót chất lỏng vào bao bì.
Hình 33: Thiết bị rót áp suất – chân không
b) Thiết bị rót chất rắn:
 Thiết bị rót định lượng: Sử dụng phễu rót định lượng vào bao bì dạng cốc.
Hình 34: Thiết bị rót định lượng
 Thiết bị rót chân không: Một số vật liệu bao bì có thể không chịu được áp suất
chân không, do đó cần có miếng vải đệm cứng khi rót.
Hình 35: Thiết bị rót chân không
 Thiết bị rót trọng lượng: Sản phẩm rắn được cân trước khi rót vào bao bì.
- 19 -
Kỹ thuật bao bì thực phẩm Bao bì thực phẩm lạnh đông
Hình 36: Thiết bị rót trọng lượng sử dụng cân
Hình 37: Thiết bị rót trọng lượng sử dụng mạch vi xử lý
2. Thiết bị đóng gói chân không
Đóng gói chân không giúp loại bỏ hàm lượng O
2
trong thực phẩm làm kéo dài thời gian bảo quản.
Vì vậy đóng gói chân không cũng yêu cầu những vật liệu bao bì có khả năng cản trở không khí rất
cao, có tính cứng vững mềm dẻo để chịu được áp lực chân không.