Lớp HC02TP Công nghệ bao bì thực phẩm
Chương 5:
BAO BÌ GIẤY – BAO BÌ VẬN CHUYỂN HÀNG HÓA
(BAO BÌ ĐƠN VỊ GỞI ĐI)
I. GIỚI THIỆU BAO BÌ VẬN CHUYỂN HÀNG HÓA:
Ưu
nhược
điểm
Gỗ Giấy Plastic
Ưu
điểm
Chòu được tải trọng và chòu
va chạm cơ học cao.
Tính bền cơ học (tuy không
cao như các loại vật liệu
khác).
Nhẹ → giảm chi phí vận
chuyển.
Dễ hủy, không gây ô nhiễm
môi trường.
Tái sinh dễ dàng.
Sản xuất đại trà với giá thành
thấp.
Khối lượng nhỏ hơn gỗ rất
nhiều.
Tính tái sử dụng cao.
Nhược
điểm
Chi phí rất cao.
Phá hoại môi trường.
Chỉ có 65% thân cây được
80÷90% HDPE phế thải +
10÷20% HDPE mới.
Thời gian sử dụng là 10 năm
hoặc 15 năm tùy điều kiện
áp dụng.
II. CẤU TẠO BAO BÌ GIẤY – ỨNG DỤNG:
• Nguyên liệu làm giấy:
— Rơm rạ, gỗ vụn, vỏ cây, bột gỗ, giấy thải, gỗ thân mềm, gỗ thân cứng.
— Có thể dùng phụ gia như protein đậu nành hoặc tinh bột để tạo lớp áo bên ngoài tấm giấy.
— Chất màu vô cơ (chiếm 70-90% chất khô của lớp áo giấy) → tạo bề mặt khác biệt cho giấy
bên trong, giúp lớp áo nâng cao tính phẳng, dễ in ấn, chất lượng in cao, tạo những tính chất đặc
biệt theo yêu cầu.
Trang 1
Lớp HC02TP Công nghệ bao bì thực phẩm
— Chất tráng áo giấy (như kaolin, CaCO
3
) kết hợp với các khoáng chất khác → độ bóng bề mặt
giấy.
• Gỗ thân mềm:
— Gồm 40-50% cellulose, 15-25% hemicellulose, 26-30% lignin.
— Sợi cellulose dài gấp 2,5 lần so với gỗ cứng.
— Bền cơ học hơn so với gỗ cứng.
• Hiện nay, nhờ các tiến bộ kỹ thuật, vật liệu giấy đã được xử lý để:
— Tăng cường tính kháng hơi ẩm.
— Khó cháy.
— Ngăn được nước.
— Độ trượt cao.
— Độ bóng cao.
— Có các lớp tráng chống thấm dầu.
— Có các tính chất quang học và độ xốp mong muốn.
cao 3,68.
Bước sóng ngắn (3,2)
và chiều cao sóng rất
thấp (1,2).
Chòu lực va chạm tốt
nhất → dùng để đóng
Có khả năng chòu tải
trọng cao hơn A →
Có tính năng chòu được
tải trọng và va chạm.
Khả năng chòu tải trọng
cũng như va chạm đều
Trang 2
Lớp HC02TP Công nghệ bao bì thực phẩm
gói các loại hàng hóa
có thể bò ảnh hưởng bởi
va chạm cơ học.
dùng để đóng gói các
hàng hóa có tải trọng
cao như đồ hộp.
rất kém.
Người ta thường kết hợp các loại giấy: A&B, A&C, B&C.
• Cách sắp xếp hộp lon thực phẩm vào bao bì ngoài:
— Đảm bảo chất lượng sản phẩm được chuyển đi.
— Tiết kiệm nguyên liệu làm bao bì:
Cách sắp xếp.
Tối ưu thể tích và diện tích cắt giấy: Với tỷ lệ l:b:h = 2:1:2 thì thể tích thùng lớn nhất với
diện tích bề mặt tối thiểu.
Vật phẩm dạng khối chữ nhật Vật phẩm dạng khối trụ thẳng đáy tròn
=
=
mdb
ndl
; f=1
Cách xếp chéo:
−+=
=
d)1m(
2
3
1b
ndl
; f ≤ 1,155
Ưu điểm của việc xếp chéo được nhận thấy trong trường hợp:
n > 4
— Trạng thái thủy tinh là trạng thái trung gian của dạng kết tinh và dạng lỏng.
— Trong suốt, cứng, giòn ở nhiệt độ thường.
— Khi gia nhiệt → chảy lỏng, độ nhớt giảm.
— Khi đưa về nhiệt độ thường → độ nhớt sẽ tăng dần đến cực đại và mất tính linh động → đóng
rắn.
— Thủy tinh có tính chuyển đổi trạng thái thuận nghòch theo sự tăng giảm nhiệt độ. Tính chất ban
đầu thường vẫn được giữ nguyên trong suốt quá trình biến đổi trạng thái thuận nghòch.
— Thủy tinh có tính đẳng hướng: xét theo mọi hướng thì cấu trúc thủy tinh đồng nhất như nhau.
— Tính chất của thủy tinh bò ảnh hưởng bởi các cấu tử riêng phần (VD: cho các oxyt kim loại
kiềm và kiềm thổ vào thủy tinh silicat).
• Gọi tên thủy tinh:
— Lớp: gồm các oxyt tạo nên thành phần của thủy tinh → xếp theo chiều tăng nồng độ.
— Nhóm: gồm các oxyt kim loại có lượng rất nhỏ → gọi theo tên nguyên tố và sắp xếp theo thứ
tự hóa trò tăng dần.
Ví dụ: boroalumino silicat, natri, kali, canxi.
2. Thủy tinh silicat:
Ưu điểm Nhược điểm
• Nguồn nguyên liệu tự nhiên phong phú (cát
trắng ở bờ biển).
• Tái sinh dễ dàng, không gây ô nhiễm môi
trường.
• Tái sử dụng nhiều lần, nhưng phải có chế
độ rửa chai lọ đạt an toàn vệ sinh.
• Trong suốt.
• Ít bò ăn mòn hóa học bởi môi trường kiềm
và acid. Không bò ăn mòn bởi pH của thực
phẩm.
• Chòu nhiệt kém → không dùng cho sản phẩm
phải tiệt trùng.
• Thường bò ăn mòn bởi môi trường kiềm, vệ
→ làm nguội nhanh) chòu được sự chênh lệch nhiệt độ cao đến 270
o
C. Thủy tinh không tôi chỉ
có thể chòu được sự chênh lệch nhiệt độ là 70
o
C.
III. YÊU CẦU ĐỐI VỚI BAO BÌ THỦY TINH:
1. Độ bền cơ :
Được quyết đònh bởi:
— Thành phần nguyên liệu.
— Công nghệ chế tạo.
— Cấu tạo hình dạng bao bì.
• Loại chai lọ miệng rộng:
— Thường không có cổ chai.
— Đựng những thực phẩm dạng paste, hoặc dạng hỗn hợp rắn lỏng.
— Không chòu tác động lớn của lực cơ học khi chiết rót trừ khi bò va chạm vào thành hoặc bò rơi
vỡ.
• Loại chai được chiết rót chất lỏng:
— Thường chòu tác động của:
• Lực theo phương thẳng đứng:
Tác động lên đáy chai trong quá trình chiết rót.
Tác động lên cổ chai khi đóng nút chai.
• Lực theo phương ngang: là áp lực của khí CO
2
, áp lực này càng lớn lúc thanh trùng.
— Để đảm bảo độ bền cơ thì chai luôn luôn được thiết kế:
• Độ dày thành chai và đáy chai đồng đều nhau.
• Thân trụ thẳng đáy tròn.
• Đáy là một mặt cầu lồi.
• Cổ chai phía bên trong có dạng một mặt cầu tròn xoay, và độ cong của cổ chai không thay
S), nâu
(MnO, MnO + Fe
2
O
3
, TiO
2
+ Fe
2
O
3
, MnO + CeO
2
) và thủy tinh xanh lá cây (Cr
2
O
3
, Fe
2
O
3
+
Cr
2
O
3
+ CuO, V
2
O
3
Việc lựa chọn nắp tùy thuộc vào:
— Dạng chai lọ chứa đựng thực phẩm.
— Tính chất và giá trò thương phẩm của thực phẩm.
— Hạn sử dụng.
Loại A (Miệng ren) Loại B (Miệng đai) Loại C (Miệng mũ)
Trang 6
Lớp HC02TP Công nghệ bao bì thực phẩm
Miệng chai có ren vặn và nắp
tương ứng cũng có cấu tạo ren.
Thành miệng chai khá dày và
được đậy kín bằng nút bấc.
Thành miệng chai dày và được
đậy bằng nắp mũ.
Nắp làm bằng nhôm hoặc
thiếc có phủ lớp sơn bên trong
và bên ngoài, có đệm cao su.
Đệm bằng cao su có thể chòu
được điều kiện thanh trùng hoặc
tiệt trùng nhưng không đảm bảo
độ kín cho sản phẩm có CO
2
.
Ngoài ra cần có nút đệm bằng
HDPE.
Số ren:
Chai cổ nhỏ: 3 ren.
Chai miệng rộng, nắp
bằng sắt: 1 ren.
Nắp bằng sắt đảm bảo điều
kiện thanh trùng do độ dãn nở
: có thể chòu
được nhiệt độ thanh trùng là
115
o
C.
Chứa chất lỏng không có áp
lực khí (như CO
2
) hoặc chỉ có áp
lực riêng phần của etanol.
Chứa đựng các loại rượu vang,
rượu champange… có áp lực CO
2
cao, có thời hạn tồn trữ và sử
dụng rất dài.
Chứa đựng nước giải khát có
gas, sản phẩm có giá thành
thấp, được tiêu thụ nhanh và áp
lực CO
2
không quá cao.
V. RỬA CHAI:
— Dung dòch rửa chai: NaOH 1,5%, 80
o
C.
— Đối với chai đựng sản phẩm không qua thanh trùng thì cần phải có chế độ rửa nghiêm ngặt
(rửa bằng chlorine).
Chương 7:
BAO BÌ KIM LOẠI
I. TÍNH CHẤT CHUNG CỦA BAO BÌ KIM LOẠI:
Lon đựng thực phẩm thường dùng vecni epoxy phenolic. Trường hợp lon đựng thòt cá thì cần tráng
vecni có chứa Ti
2
O hoặc Al để hấp thu khí H
2
S thường sinh ra khi tiệt trùng thòt cá đóng hộp. Cũng có
thể tráng bằng ZnO.
• Bao bì nhôm:
— Ưu điểm:
• Có độ mềm dẻo cao.
• Chống được tia cực tím.
• Ngăn cản sự tiếp xúc với không khí, vi sinh vật, hơi nước.
• Chống thoát hương.
• Nhẹ → thuận tiện trong vận chuyển, phân phối.
— Bao bì nhôm có thể được phủ lớp vecni hoặc không. Phủ khi môi trường có acid và có nước.
— Sấy khô lớp vecni qua 3 giai đoạn (100 – 195 – 210
o
C).
2. Theo công nghệ chế tạo lon:
Lon hai mảnh Lon ba mảnh (lon ghép)
Thân dính liền với đáy + nắp. Thân + đáy + nắp.
Vật liệu chế tạo có thể là:
Thép tráng thiếc: lon thấp.
Nhôm: lon có thể cao hoặc thấp.
Chỉ có thể chế tạo từ thép tráng thiếc → lon cao.
Thân rất mỏng so với bề dày đáy. Đối với
lon nhôm cao:
Thân: có độ dày thay đổi mỏng dần về
phía bụng lon (110 µm), cổ lon nơi ghép
có độ dày cao hơn phần bụng (168 µm).
bằng tia cực tím.
III. NGUYÊN NHÂN GÂY HƯ HỎNG SẢN PHẨM ĐÓNG HỘP:
1. Nguyên nhân vi sinh vật:
— Vi sinh vật sẽ gây hiện tượng phồng hộp do khí sinh ra trong sản phẩm đồ hộp:
• Nấm men : phát triển trên môi trường nhiều đường, pH acid, hàm ẩm cao → CO
2
+ rượu
ethylic.
• Nấm mốc : phát triển trên môi trường rắn/ bán rắn, giàu đạm, pH acid yếu hoặc trung bình
hoặc hơi kiềm, hàm ẩm tương đối thấp → CO
2
hoặc H
2
S + NH
3
, mecaptan, indol, skatol.
• Vi khuẩn yếm khí : phát triển trên môi trường giàu đạm → H
2
S, NH
3
, mecaptan, indol,
skatol.
— Hiện tượng phồng hộp có thể nhận thấy qua nắp hộp mô cao lên ở phần giữa.
— Vi sinh vật nhiễm vào đồ hộp do:
• Nguồn nguyên liệu.
• Quá trình chế biến.
• Rót hộp, đóng hộp.
• Trong bao bì.
2. Ăn mòn hóa học: xảy ra khi lớp vecni bò bong tróc.
• Bởi môi trường H
• Sn
2+
gây ra mùi tanh khó chấp nhận. Hàm lượng max của Sn cho phép là 250ppm.
• Khi Fe
2+
> 20ppm → một vài vệt màu xám đen ảnh hưởng về mặt cảm quan.
— Bao bì nhôm :
6H
+
+ Al
2
O
3
= 2Al
3+
+ 3H
2
O
Trang 9
Lớp HC02TP Công nghệ bao bì thực phẩm
6H
+
+ Al = Al
3+
+ 3H
2
↑
• Khí H
2
sinh ra không tạo áp lực đáng kể so với áp lực CO
• Sự ăn mòn bởi những thực phẩm có chứa nhiều phụ gia có thể phân ly trong môi trường
nước của thực phẩm, tạo thành các nhóm mang điện tích dương, có khả năng nhận điện tử
từ kim loại. (chỉ đối với bao bì thép tráng thiếc)
3. Nguyên nhân cơ học:
Do thực phẩm rót vào không đạt mức yêu cầu, có khoảng trống không khí → khi tiệt trùng nếu
không dùng áp lực đối kháng thích hợp thì không khí sẽ dãn nở → phồng nắp hộp → khắc phục bằng
cách ấn lên nắp sau khi làm nguội sản phẩm sau tiệt trùng.
Phồng hộp do vi sinh vật hoặc hóa học thì không thể ấn cho nắp hộp trở lại bình thường, bắt buộc
phải hủy sản phẩm.
Chương 8:
BAO BÌ PLASTIC
I. ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA PLASTIC:
— Không mùi, không vò.
— Có thể trong suốt hoặc mờ đục.
— Có loại có thể chòu được nhiệt độ thanh trùng hoặc nhiệt độ lạnh đông thâm độ. Nhưng không
chòu được nhiệt độ tiệt trùng 121
o
C.
— In ấn nhãn hiệu dễ dàng, đạt được mức độ mỹ quan yêu cầu.
— Nhẹ hơn tất cả các loại vật liệu bao bì khác, thuận tiện trong phân phối vận chuyển.
— Bền đối với acid, kiềm, muối vô cơ.
— Bò hư hỏng trong dung môi hữu cơ.
— Thường là bao bì một lớp nhưng cấu tạo bởi sự ghép hai hoặc ba loại plastic lại với nhau.
— Gia tăng sự ô nhiễm môi trường vì có một số loại plastic không có khả năng tái sinh.
— Plastic dùng làm bao bì thực phẩm thuộc loại nhựa nhiệt dẻo, có tính chảy dẻo thuận nghòch ở
nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ phá hủy.
— Plastic là loại polymer chứa 5000 – 10000 monomer, có thể có các dạng sau:
• Homopolymer: cấu tạo từ một loại monomer.
• Copopolymer: cấu tạo từ hai loại monomer.
• Terpolymer: cấu tạo từ ba loại monomer.
LDPE
0,91 –
0,925
t
nc
= 93
o
C.
t
min
= -57
o
C.
t
hàn
= 100 –
110
o
C.
Trong suốt,
hơi có ánh
mờ.
Độ bóng bề
mặt khá cao.
- Mềm dẻo.
- Khi bò chiếu xạ thì trở
nên vàng, trong suốt, cứng
giòn hơn.
- Bò kéo dãn và dễ đứt.
Kém - Nước: tốt.
t
hàn
= 120 –
150
o
C.
Trong suốt
hơn LDPE.
Độ bóng bề
mặt cao.
- Mềm dẻo hơn LDPE.
- Ít bò giãn, khó đứt.
- Tính bám dính thấp so
với PVC và EVA → không
thuận tiện khi làm màng
co.
Cao hơn
LDPE.
- Nước: tốt.
- Khí và hơi nước:
cao hơn so với LDPE.
- Dầu mỡ: được cải
thiện hơn.
- Làm lớp trong của bao bì nhiều lớp hoặc làm lớp
ngoài cùng để chống thấm nước và hơi nước cho các
bao bì giấy.
- Được dùng làm bao bì chứa đựng vật nặng.
- Pha trộn LLDPE và EVA để làm màng co, bọc
thực phẩm.
• Ứng dụng chung của LDPE và LLDPE:
Trong suốt,
nhưng có
mức độ mờ
đục cao hơn
LDPE.
Độ bóng bề
mặt không
cao.
- Mức độ mềm dẻo kém
hơn LDPE, tính cứng vững
cao.
- Có tính chất cơ lý cao
nhất so với LDPE và
LLDPE.
Tương
đương
LLDPE.
- Nước: tốt.
- Khí và hơi nước:
cao hơn cả hai loại
trên.
- Dầu mỡ: được cải
thiện cao hơn.
- Có thể dùng làm bao bì thủy hải sản lạnh đông.
- Làm lớp ngoài của bao bì dạng túi ghép nhiều loại
vật liệu, hoặc tạo hình dạng các ly chén, lọ bình chứa
các loại vật phẩm cần thanh trùng nhưng không
chống oxh một cách nghiêm ngặt.
- Túi xách để chứa vật phẩm.
- Nắp của một số chai lọ thủy tinh.
ngang khi chòu tác dụng
của lực kéo nhưng độ giãn
dài không lớn.
Khó bò rách, rất bền dưới
tác dụng của lực cơ học.
Tính bền cơ của PP cao
hơn so với PE.
Cao
(đẹp, rõ
nét).
- Khí, hơi nước: tốt
hơn so với PE.
- Dầu mỡ: rất tốt.
- Dùng làm bao bì chòu tải trọng cao, chòu chế độ
thanh trùng nhiệt, chòu áp lực khí cao.
- Chai lọ đựng thực phẩm, như là chai lọ đựng dầu
thực phẩm tinh luyện.
- Dùng làm bao bì một lớp chứa đựng bảo quản thực
phẩm, không y/c chống oxh một cách nghiêm ngặt.
- Màng PP bao phủ ngoài cùng đối với màng ghép
nhiều lớp để đảm bảo tính chống thấm khí, hơi, dầu
mỡ và tạo khả năng in ấn cao.
OPP
0,902 –
0,907
t
nc
= 140 -
146
o
hơn PP.
- Dầu mỡ: rất tốt.
- Dùng làm lớp màng ngoài cùng của bao bì ghép
dạng túi vì nó có tính chòu nhiệt, bền cơ học, chống
thấm khí, hơi nước tốt và dễ xé rách.
PET
1,38 – 1,41 t
nc
= 90
o
C.
t
min
= -70
o
C.
t
max
= 225
o
C
(bò hủy cấu
trúc)
Trong suốt. Dạng màng có tính mềm
dẻo.
Với độ dày cao để làm chai
lọ chứa đựng thì có độ
cứng vững cao.
Bền cơ học cao, không bò
giãn dưới tác dụng của lực
= 100
o
C.
t
min
= -70
o
C.
Trong suốt. Độ cứng vững cao, giòn.
Dạng màng vẫn có tính
cứng vững.
Với độ dày cao để làm chai
lọ chứa đựng thì có độ
cứng vững cao hơn PET.
Bền cơ học cao, không bò
giãn (hoặc giãn rất ít) dưới
tác động của lực kéo.
Cao
(đẹp, rõ
nét).
- Nước: tốt.
- Khí, hơi nước: rất
kém trong số các loại
plastic.
- Dầu mỡ: kém.
- Làm chén, khay đựng thức ăn dạng trong hoặc bọt
xốp đục; chứa trứng, bánh, các loại thức ăn ăn liền,
các loại nguyên liệu thực phẩm như thòt cá tươi sống,
rau quả.
- Dùng làm lớp lót cửa sổ cho các bao bì để có thể
cao.
Không bền cơ học, bò giãn
dưới lực kéo.
Kém
- Nước: rất kém trong
số các loại plastic.
- Dầu mỡ: kém.
- Khí và hơi nước: rất
tốt.
- Làm màng co bọc thực phẩm để chờ tiêu thụ trong
một thời gian ngắn.
- Màng bọc trong lò vi ba.
- Ghép ngoài với màng PE tạo các bao bì dạng túi
để đựng các thủy sản lạnh hút chân không.
- Có thể dùng làm bao bì ngăn cản sự thẩm thấu O
2
hay thoát hương.
PVC
1,2 – 1,8 t
nc
= 121
o
C.
t
min
= -28
o
C.
Trong suốt Màng có tính giòn.
Bền cơ học cao hơn PA.
plastic.
PVDC
t
nc
= 135
o
C.
t
min
= -18
o
C.
t
hàn
= -121 ÷
148
o
C.
- Màng PVDC/MA hoặc PVDC/AN làm lớp bọc
ngoài cho các vật liệu plastic khác hoặc giấy vi tính
chống thấm khí cao trong môi trường có hàm ẩm cao.
- Màng PVDC thường làm lớp che phủ bên ngoài
của PET để nâng cao tính chống thấm O
2
.
- Luôn luôn được ghép với các loại màng plastic
khác, tạo nên màn ghép tăng tính chống thấm khí.
Màng PVDC chỉ dùng riêng một mình làm màng bao
bọc rau quả, các thức ăn được chứa trữ lạnh do tính
bám dính tốt và tính mềm dẻo cao.
o
cao.
Tính mềm dẻo cao.
Độ bền cơ cao hơn.
Hệ số ma sát cao.
Tốt - Hơi nước và khí:
thấp hơn.
- EVA có 21 ÷ 50% VA: dùng làm chất phụ gia làm
nền và chất kết dính.
- EVA có 1 ÷ 20% VA: làm chất tạo màng:
7 ÷ 8%: tính chất giống LDPE.
15 ÷ 20%: tính chất giống PVC nhưng dẻo dai
hơn, được dùng làm màng co.
EVOH
1,2
Nhiệt độ
tồn tại: -17
÷ 150
o
C
Trong suốt. Tính bền cơ cao.
Mềm dẻo.
- O
2
: tốt, tăng theo
hàm lượng vinyl
alcohol.
- Khí, hương: tốt. Khi
độ ẩm cao thì tính
chống thấm khí giảm