Giới thiệu về các loại chai nhựa GVHD: Hoàng Xuân Tùng
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÒN
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
MÔN HỌC: CÔNG NGHỆ BAO GÓI
GIÁO VIÊN: HOÀNG XUÂN TÙNG
ĐỀ TÀI:
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ
CHAI NHỰA
Công nghệ bao gói Page 1
Giới thiệu về các loại chai nhựa GVHD: Hoàng Xuân Tùng
TP. Hồ Chí Minh, tháng 4 - 2011
Danh sách nhóm: lớp TP.208.1
1. Phạm Nguyễn Thục Trinh
2. Nguyễn Thị Huyền Diệu
3. Nguyễn Thị Mỹ Dung
4. Bùi Thanh Tâm
5. Nguyễn Khắc Huy
6. Lê Minh Phương
7. Lê Quang Vương
8. Nguyễn Kiến Ái
9. Võ Bá Huân (không đi học)
10. Hình Ngọc Huy (không đi học)
11. Trần Thị Mỹ Thắm (không đi học)
Công nghệ bao gói Page 2
Giới thiệu về các loại chai nhựa GVHD: Hoàng Xuân Tùng
Mục lục
1.
Khái niệm về bao bì……………………………………………………… 4
2. Sơ lược về bao bì nhựa…………………………………………………….4
với loại vật liệu bao bì, tạo nên nhiều bao bì đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của
xã hội. Công nghiệp bao bì hình thành và được chia thành nhiều lĩnh vực theo
từng đối tượng được bao gói, trong đó thực phẩm là đối tượng quan trọng.
Nhựa polyethylen terephthalate (PET) là một polyme kỹ thuật có độ bền
căng và bền va đập, độ kháng hóa chất, độ trong và khả năng gia công rất tốt. Do
đó PET ngày càng được sử dụng phổ biến làm chai lọ chứa chất lỏng như nước
tinh khiết, nước có gas, nước ngọt, nước tương…
1. Khái niệm về bao bì
Bao bì là loại vật dụng để bao, gói, giữ, chứa đựng một loại sản phẩm, trợ
giúp trong việc vận chuyển và lưu trữ.
Bao bì phải đảm bảo chất lượng cho sản phẩm, có thể phân phối, lưu kho,
kiểm tra và thương mại… một cách thuận lợi.
2. Sơ lược về bao bì nhựa
2.1 Giới thiệu chung về vật liệu nhựa
Nguyên liệu sản xuất nhựa là nguồn hydrocarbon từ dầu hỏa, được tách
trong quá trình lọc dầu. Công nghệ chế tạo bao bì nhựa đã phát triển đa dạng,
phong phú về chủng loại, đạt tính năng cao trong chứa đựng, bảo quản các loại
thực phẩm nên hiện nay bao bì nhựa plastic được sử dụng khá phổ biến.
Bao bì plastic thường không màu, không mùi, không vị, có loại có thể đạt
độ mềm dẻo, áp sát bề mặt thực phẩm trong trường hợp sản phẩm được bảo quản
chân không, cũng có loại bao bì đạt độ cứng vững cao, chống va chạm cơ học hiệu
quả, chống thấm khí hơi do đó đảm bảo được áp lực cao bên trong môi trường
Công nghệ bao gói Page 4
Giới thiệu về các loại chai nhựa GVHD: Hoàng Xuân Tùng
chứa thực phẩm. Bao bì plastic có thể trong suốt, nhìn thấy rõ sản phẩm bên trong,
hoặc có thể mờ đục, che khuất hoàn toàn ánh sáng để bảo vệ thực phẩm; bên cạnh
đó, có loại có thể chịu được nhiệt độ thanh trùng hoặc nhiệt độ lạnh đông thâm độ.
Các loại bao bì plastic được in ấn nhãn hiệu dễ dàng, đạt được mức độ mỹ quan
yêu cầu. Ngoài ra, tính chất nổi bật là bao bì plastic nhẹ hơn tất cả các loại vật liệu
bao bì khác, rất thuận tiện trong phân phối, chuyên chở.
- Làm thùng (can) có thể tích từ 1 đến 20 lít với các độ dày khác nhau.
- Sản xuất nắp chai. Do nắp chai bị hấp thu mùi nên chai đựng thực phẩm
đậy bằng nắp PE phải được bảo quản trong một môi trường không có chất gây
mùi.
2.2.2 PP (Polypropylen)
Đặc tính :
- Tính bền cơ học cao (bền xé và bền kéo đứt), khá cứng vững, không mềm
dẻo như PE, không bị kéo giãn dài do đó được chế tạo thành sợi. Đặc biệt khả
năng bị xé rách dễ dàng khi có một vết cắt hoặc một vết thủng nhỏ.
- Trong suốt, độ bóng bề mặt cao cho khả năng in ấn cao, nét in rõ.
- Chịu được nhiệt độ cao hơn 100
o
C. Tuy nhiên nhiệt độ hàn dán mí (thân)
bao bì PP (140
o
C) - cao so với PE - có thể gây chảy, hư hỏng màng ghép cấu trúc
bên ngoài, nên thường ít dùng PP làm lớp trong cùng.
- Có tính chất chống thấm O
2
, hơi nước, dầu mỡ và các khí khác.
Công nghệ bao gói Page 5
Giới thiệu về các loại chai nhựa GVHD: Hoàng Xuân Tùng
Công dụng:
- Dùng làm bao bì một lớp chứa đựng bảo quản thực phẩm.
- Tạo thành sợi, dệt thành bao bì đựng lương thực, ngũ cốc có số lượng lớn.
- PP cũng được sản xuất dạng màng phủ ngoài đối với màng nhiều lớp để
tăng tính chống thấm khí, hơi nước, tạo khả năng in ấn cao, và dễ xé rách để mở
bao bì (do có tạo sẵn một vết đứt) và tạo độ bóng cao cho bao bì.
3.Các phương pháp thổi chai nhựa
Hiện nay trên thế giới sử dụng phổ biến nhất phương pháp tạo ra các loại
Thông thường áp suất khí nén khi thổi vào khuôn là 8 bar. Cũng tùy thuộc vào loại
sản phẩm mà có thời gian thổi khí vào lâu hay nhanh. Nếu khí thổi vào không đủ thì
sản phẩm sẽ không đạt được hình dạng mong muốn, bề mặt sản phẩm bị nhăn, lồi
lõm…Đối với những loại sản phẩm lớn (khoảng từ 2 lít trở lên, sau khi thổi trong
khuôn xong, người ta còn thổi phụ thêm để tránh trường hợp nhựa co lại sau khi
nguội).
Phương pháp thổi bị giới hạn trong loại nhựa nhiệt dẻo (là loại nhựa khi bị
gia nhiệt thì nó chuyển từ dạng rắn sang dạng dẻo và khi thôi gia nhiệt thì nó
chuyển lại dạng rắn). Polyethylene (PE) là loại nhựa được sử dụng phổ biến nhất
trong phương pháp thổi, đặc biệt là PE mật độ cao (HDPE) và PE có khối lượng
phân tử cao (HMWPE). So với loại PE mật độ thấp (LDPE), khi cần độ cứng cao,
HDPE và HMWPE cho hiệu quả kinh tế cao hơn do thành của sản phẩm có thể
làm mỏng hơn. Một số sản phẩm của phương pháp thổi còn dùng các loại chất dẻo
Công nghệ bao gói Page 7
Giới thiệu về các loại chai nhựa GVHD: Hoàng Xuân Tùng
như polypropylene (PP), polyvinylchloride (PVC), và polyethylene terephthalate
(PET).
Việc xác định chiều dày ống nhựa, thời gian thổi, tốc độ đùn ra ống nhựa
dẻo…đều được thực hiện trong quá trình điều chỉnh máy do loại vật liệu nhựa rất
khó kiểm soát khi chuyển sang dạng dẻo và khi chuyển từ dạng dẻo sang dạng rắn.
Thuyết minh quy trình:
Nguyên liệu: Nguyên liệu được sử dụng là hạt nhựa PET và nhựa tái chế.
Phối trộn: Tiến hành phối trộn hạt nhựa PET, nhựa tái chế và các phụ gia,
màu với nhau.
Nấu chảy – Ép phôi: Sau khi được gia nhiệt nhựa tiếp tục được đùn ép để tạo
ra phôi nhựa. Ta sẽ thu được thành phẩm là phôi nhựa.
Sau khi nung, phôi sẽ được đưa vào máy để thổi thành sản phẩm và được
kiểm tra lần cuối từng chai về chất lượng (kích thước, độ đàn hồi…), đúng yêu cầu
rồi mới đem nhập kho sản phẩm.
Với đặc trưng là có thể tái sử dụng lại nên hao hụt nguyên vật liệu trong sản
Nguyên lý của phương pháp này được mô tả như hình vẽ:
Các bước mô tả quy trình phun thổi
(1) Nhựa nóng chảy được phun vào xung quanh cần thổi
(2) Khuôn mở ra và cần thổi cùng với nhựa dẻo được di chuyển đặt vào khuôn.
(3) Khí nén được đưa vào, làm ép nhựa dẻo vào bề mặt khuôn nhằm đạt được sản
phẩm có hình dạng như mong muốn.
(4) Khuôn mở ra và sản phẩm được lấy ra ngoài.
Trong phương pháp này có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản
phẩm như: Việc chế tạo khuôn, việc lắp khuôn lên máy không chính xác, khuôn bị
nghiêng, Nhựa không sạch….
Việc xác định chiều dày ống nhựa, thời gian thổi, tốc độ đùn ra ống nhựa
dẻo…đều được thực hiện trong quá trình điều chỉnh máy do loại vật liệu nhựa rất
Công nghệ bao gói Page 10
Giới thiệu về các loại chai nhựa GVHD: Hoàng Xuân Tùng
khó kiểm soát khi chuyển sang dạng dẻo và khi chuyển từ dạng dẻo sang dạng
rắn.
Ưu và nhược điểm của phương pháp ép phun thổi:
• Ưu điểm: tính linh hoạt cao, quy trình sản xuất chai diễn ra liên tục.
• Nhược điểm:
- Sản phẩm phun thổi chỉ dùng từ một cho đến vài lần, không thể dùng nhiều
lần vì chất lượng sẽ thay đổi.
- Tốn thời gian cho việc cắt phần nhựa thừa ở đáy chai.
- Nếu việc chế tạo, lắp khuôn lên máy không chính xác, khuôn bị nghiêng,
nhựa không sạch … sản phẩm sẽ không đạt chất lượng, khó kiểm soát.
3.2 Phương pháp đùn – thổi
Đây là một phương pháp cho năng suất cao. Phôi sau khi được sản xuất sẽ
được chở đến nhà máy chế biến thực phẩm để gia nhiệt lại. Tại giai đoạn này, phôi
sẽ được thổi từ dưới đáy lên, phôi ép chặt vào khuôn, tạo thành chai rồi mới đem
chiết rót, vì vậy dưới đáy chai PET sản phẩm sẽ có một chấm nhựa tròn nhỏ. Sản
trọng, khối lượng nhựa cho một lần thổi đùn vào khuôn.
Ưu và nhược của phương pháp đùn – thổi:
• Ưu điểm:
Thích hợp để sản xuất hàng loạt.
Sản phẩm có thể tái sử dụng nhiều lần mà không làm thay đổi đến chất lượng.
Ứng dụng cho nhiều loại thực phẩm.
• Nhược điểm:
Tốn tiền và thời gian để mua và vận chuyển phôi từ nơi sản xuất phôi về nơi
sản xuất thực phẩm.
4. Sản phẩm
Hiệp hội Công nghiệp Nhựa (SPI) thành lập một hệ thống phân loại năm
1988 để cho phép tái chế đúng cách tái chế và xử lý các loại nhựa. Các nhà sản
xuất theo một hệ thống mã hóa đặt một mã SPI, hoặc số, trên mỗi sản phẩm nhựa,
thường đúc vào phía dưới.
Loại nhựa dùng làm bao bì thực phẩm thuộc loại nhựa nhiệt dẻo, nhiệt độ
càng cao thì càng trở nên mềm dẻo, khi nhiệt độ được hạ xuống thì trở lại đặc tính
ban đầu.
Đặc tính chịu nhiệt của plastic làm bao bì thực phẩm được quan tâm như
sau:
- t
nc
: nhiệt độ plastic bắt đầu chảy nhão.
- t
hàn
: nhiệt độ của máy hàn áp đặt vào plastic để hai mí của bao bì plastic chảy
nhão dính vào nhau tạo sự kín cho bao bì.
Công nghệ bao gói Page 13
Giới thiệu về các loại chai nhựa GVHD: Hoàng Xuân Tùng
- t
min
Giới thiệu về các loại chai nhựa GVHD: Hoàng Xuân Tùng
chất nền khởi đầu cho quá trình trùng hợp. PET còn có tên thương mại là Mylar,
Milinex, Hoslaphane và Terphane.
PET được sản xuất từ phản ứng trùng ngưng giữa ethylene glycol và
dimethyl terephthalate ( DMT) hoặc axit terephthalic ( TPA) dưới áp suất thấp.
Phản ứng như sau:
Những loại plastic tương cận PET:
- Loại copolyme được gọi là PETG được chế tạo gồm: PET và 6% cxyclohexane
dimethanol, ở trạng thái không định hướng, bền cơ cao được dùng làm bao bì cho
thực phẩm cần gia nhiệt, có thể chịu được nhiệt độ 115 ÷ 121
0
C.
- PET kết tinh nhanh, được gọi là CPET, thường được dùng làm bao bì thực phẩm
cần gia nhiệt trước khi ăn vì cũng chịu được nhiệt độ trên 100
0
C tương tự như
PETG.
- PET vô định hình có tính chất tương tự như PET đã định hướng.
4.1.1 Cấu tạo chai PET
Các đặc tính của PET được quyết định bởi quá trình xử lý nhiệt, nó có thể
tồn tại ở 2 dạng: vô định hình ( trong suốt) và dạng kết tinh ( màu trắng đục).
- Dạng kết tinh: các mạch polyme sắp xếp song song, có sự định hướng rõ rệt, giữa
các mạch polyme song song hình thành các liên kết ngang tạo nên mạng lưới có
sắp xếp trật tự làm cho cấu trúc của khối polyme bền vững. Trường hợp các mạng
lưới polyme có cấu tạo dạng xoắn càng làm tăng tính chống thấm khí hơi, tính bền
cơ, bền hóa của plastic.
- Dạng vô định hình: các mạch polyme không sắp xếp song song theo trật tự, không
có sự sắp xếp định hướng, vì vậy không sinh ra các liên kết ngang nối kết giữa các
Công nghệ bao gói Page 15
Giới thiệu về các loại chai nhựa GVHD: Hoàng Xuân Tùng
0
C
T
min
= - 70
0
C
Độ nhớt của chai : 0.75 – 0.84 dl/g
Một số tính chất vật lý của PET làm bao bì thực phẩm trên cơ sở độ dày
25µm.
STT Đặc tính PET
1 Trọng lượng riêng ( g/cm
2
) 1.4
2 Diện tích riêng ( m
2
/kg ; 25 µm) 28.4
3 Lực xé rách ( kpsi ) 25 – 33
4 Cường độ lực xé ( 1% secant ) ( Kpsi ) 700
5 Lực xé ( graves ( lb/in))
1000 –
1500
6 Lực xé rách ( gm./25 µm ) 20 – 100
7 Độ thấm nước 1 – 1.5
8 Độ thấm O
2
3 – 6
Công nghệ bao gói Page 16
Giới thiệu về các loại chai nhựa GVHD: Hoàng Xuân Tùng
9 Độ mờ đục ( %) 2
2
tốt.
- PET là một dạng bán kết tinh, khi có sự gia cường hạt hay sợi thủy tinh nó trở nên
cứng một cách đáng kể và bền hơn.
- Tính chống thấm khí hơi vẫn không thay đổi khi nhiệt độ khoảng 66-100
0
C, nhưng
t
mềm dẻo
≥ 70
0
C có thể làm biến dạng co rút.
- T
min
= -70
0
C, ở nhiệt độ này chai PET vẫn giữ nguyên các tính chất cơ lý hóa.
- Nhiệt độ gây hư hỏng cấu trúc PET là 225
0
C, nhưng t
mềm dẻo
≥ 70
0
C .
- Bền hóa học với muối, axit, kiềm, muối vô cơ.
- Khả năng in ấn cao ( đẹp, rõ nét ) .
- Nhựa PET có khả năng chống thấm khí tốt,cho nên nó có khả năng giữ mùi tốt.
Nhược điểm của chai PET
- Ô nhiễm môi trường
- Khó phân hủy
phải thấp hơn t
0
phá hủy
cấu trúc). Khi hạ nhiệt độ xuống các đặc tính ban đầu của vật liệu không bị thay đổi.
PE (poly ethylene) :
Được điều chế từ phản ứng trùng hợp các monomer ethylene (C
2
H
4
) tại p =
1000 – 3000 at và t
0
= 100- 300
0
C. Áp suất và nhiệt độ trùng hợp PE có thể điều
chỉnh để đạt cấu trúc mạch PE theo yêu cầu. Ngoài ra, tùy mục đích sử dụng có thể
pha các loại phụ gia vào PE như chất Tio
2
để tạo độ đục, C để tạo màu đen ngăn chặn
ánh sáng thấy được, các tác nhân trượt, các chất làm chậm cháy hoăc chất màu.
PE được phân thành nhiều loại theo khối lượng riêng :
LDPE : 0,91 – 0,925 g/cm
3
MDPE : 0,926 – 0,94 g/cm
3
HDPE : 0,941 – 0,965 g/cm
3
LLDPE : 0,92 g/cm
3
Công nghệ bao gói Page 19
-CH=CH
2
). PP là loại vật liệu nhẹ và linh
hoạt hơn PE, thường được sử dụng và tái chế một cách dễ dàng.
Một số tính chất của PP :
- Tính chống khí rất tốt, chống thấm chấ béo tốt,
- Màng trong suốt, có độ bóng bề mặt cao.
- Bền hóa học với muối, axit, kiềm, muối vô cơ.
- Bị hư hỏng trong một số dung môi hữu cơ.
- Tỷ trọng thấp.
- Khá bền nhiệt, nhiệt độ hàn mí cao.
t
nc
= 132 - 149
0
C
t
min
= -18
0
C
t
hàn
= 140
0
C
- Tính bền cơ học cao, khá cứng vững, không mềm dẻo, không bị kéo dãn dài.
- Cho khả năng in ấn cao, nét in rõ.
HDPE
Công nghệ bao gói Page 20
= -46
0
C
t
hàn
= 140 – 150
0
C
- Có độ bền cơ học cao, sức bền kéo, sức bền va chạm, bền xé cao.
- Tính chống thấm nước, hơi nước tốt.
- Tính chống thấm khí, hương cao.
Công nghệ bao gói Page 21
Giới thiệu về các loại chai nhựa GVHD: Hoàng Xuân Tùng
- Khả năng in ấn tốt.
4.2.3 Ứng dụng chai nhựa dẻo
Nhựa dẻo HDPE :
Dùng làm vật chứa đựng như các thùng (can chứa đựng) có thể tích 1÷ 20
lít với độ dày khác nhau để đảm bảo độ cứng vững của bao bì theo khối lượng
chứa đựng.
HDPE là nhựa sử dụng rộng rãi nhất cho các chai nhựa. Vật liệu này có tính
kinh tế cao. Việc bổ sung màu sắc sẽ làm mờ HDPE. Trong khi HDPE tạo nên sự
bảo vệ tốt ở dưới nhiệt độ đóng băng, thì nó lại không thể sử dụng với các sản
phẩm trên 160°F (71°C) hoặc các sản phẩm đòi hỏi một môi trường (chân không)
kín.
- Hình thành chai, lọ chứa đựng các loại vật phẩm cần thanh trùng.
- Làm nắp một số chai lọ thủy tinh, phastic.
- Làm chai, lọ chống oxy hóa cho sản phẩm thực phẩm hoặc dược phẩm khi
có độ dày >= 0,5mm.
PP (Poly propylene) :
- Dùng làm chai lọ, hộp đựng thực phẩm chịu được chế độ thanh trùng nhiệt.
lên bề mặt trong của khuôn để tạo thành hình dáng theo mong muốn.
Bảng so sánh ưu và nhược giữa các loại bao bì
Chai nhựa Chai thủy tinh Lon kim loại
- Thấy được sản phẩm
bên trong.
- Nhẹ, dễ vận chuyển.
- Khó rò rỉ
- Trơ với thực phẩm
nhưng ở nhiệt độ cao
dễ bị nhiễm độc bởi
các chất phụ gia, chất
độc ngấm vào thực
phẩm.
- Bóng, đẹp, đa hình
dạng
- Ghép nắp đơn giản
- Quy trình sản xuất
đơn giản, thiết bị đơn
giản
- Giá thành rẻ
- Dễ gây ô nhiễm môi
trường do khó phân
hủy
- Thấy được sản phẩm
bên trong.
- Nặng, dễ vỡ, khó vận
chuyển.
- Khó rò rỉ
- Trơ với thực phẩm
- Bóng, đẹp
2. />3. />4. tube- how’it made.com/watch?v=T01i_vp2mJE
5. WWW.tailieu.vn 6. />%20terephthalate&imgrl
Công nghệ bao gói Page 24