Tải bản đầy đủ

NGHIÊN cứu SẢN XUẤT TÚI RETORT ĐỰNG THỰC PHẨM

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT TÚI RETORT
ĐỰNG THỰC PHẨM


CÁC TỪ VIẾT TẮT
PET:

Polyethylene Tetephtalate

MPET:

Metallized Polyethylene Tetephtalate

PA:

Polyamide

PP:


Polypropylene

BOPP (OPP):

Bixially Oriented Polypropylene

CPP:

Cast Polypropylene

RCPP:

Retort Cast Polypropylene

MCPP:

Metallized Cast Polypropylene

PE:

Polyethylene

PEN:

Polyethylene + Nucreal

LDPE:

Low Density Polyethylene

LLDPE:

Liner Low Density Polyethylene

HDPE:

High Density Polyethylene

mPE:


metallocene Polyethylene

mLLDPE:

metallocene Liner Low Density Polyethylene

CPE:

Cast Polyethylene

EVA:

Ethylene Vinylacetate

EVOH:

Ethylene vinyl alcohol

HDPS:

High Density Polystyrene

PVC:

Polyvinyl Chloride


PVDC:

Polyvinylidene Chloride

Al:

Aluminium

PU:

Polyurethane

MEK:

Methyl Ethyl Ketone

IPA:

Isopropyl Acohol

EA:

Ethyl Acetate

CĐR:

Chất đóng rắn

BTP:

Bán thành phẩm

TP:

Thành phẩm
Chú thích
Kí hiệu

Tiếng Anh

Giải thích

“/”

Ghép đùn

“//”

Ghép khô

COF

Coefficient of Friction

Hệ số ma sát

OTR

Oxygen Tranmision Rate

Độ thấm oxy

WTR

Water Tranmision Rate

Độ thấm hơi nước


CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐÊ
1.1. Tổng quan
1.1.1. Màng phức hợp
1.1.1.1. Giới thiệu chung
Màng phức hợp (flexible packaging), là màng được ghép từ nhiều lớp vật liệu có đặc
tính và chức năng khác nhau, trong đó, màng nhựa đảm nhận vai trò quan trọng nhất.
Tính chất của màng ghép thành phẩm bao gồm tổng hợp tính chất từ các màng thành
phần. Các yêu cầu về đặc tính kỹ thuật của 1 bao bì thường có: cải thiện được tính cản
khí, hơi ẩm, độ cứng, tính chất in tốt, tính năng chế tạo dễ dàng, tính hàn tốt,…
Màng phức hợp bao gồm các lớp chức năng cơ bản: lớp cấu trúc, lớp liên kết, lớp cản,
lớp hàn. Một lớp màng được ghép có thể đảm nhiệm một hay nhiều chức năng trên:
Lớp bên ngoài (exterior layer): đảm bảo các tính chất cơ học, in dễ dàng và thường có
cả tính chống ẩm. Vật liệu có độ trong suốt cao, thường được in trong: màng PET,
OPP, PA hoặc PVC. Vật liệu không trong suốt bắt buộc phải in mặt ngoài: giấy, màng
nhựa có màu. Những màng in ngoài có thể phủ hoặc ghép 1 lớp nhựa trong suốt để bảo
vệ mực in: LDPE, HDPE, EVA, LLDPE, PP (đối với những cấu trúc mềm dẻo) và
HDPE (đối với cấu trúc cứng).
Lớp liên kết (adhesive): là những lớp nhựa (nhựa đùn PE, PP …) hoặc keo (PI, PU…)
được sử dụng để ghép các màng với nhau.
Lớp bảo vệ (barrier layer): lớp vật liệu có khả năng cản khí và giữ mùi, thường là PET,
nylon, EVOH hoặc PVDC, bên cạnh đó, đặc tính cản tia UV được bổ sung bằng màng
nhôm hoặc màng mạ (metallized) – là màng nhựa (PET, CPP) được mạ 1 lớp nhôm
mỏng.
Lớp vật liệu hàn dán (sealant layer): thường dùng là LDPE, CPP hay hỗn hợp PE với


EVA, PP, CPP inomer,… tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng mà thành phần của hỗn hợp
sản xuất lớp màng này có thể thay đổi [CITATION Ngu13 \m Trâ13 \l 1033 ].
1.1.1.2. Phân loại màng phức hợp theo sản phẩm chứa đựng
Bao bì thực phẩm ăn liền hay đã sấy khô:
(PET,OPP,OPPmatt)//(CPP, LLDPE, MCPP)
(PET, OPP, OPPmatt)/PE/(CPP,LLDPE)
(OPP, PET)/PEN/Al/PE/LLDPE.
Bao bì mỹ phẩm, gia vị thực phẩm:
OPP//(LLDPE, MCPP), PET//(Al, MPET)//LLDPE.
(OPP, PET)/PEN/Al/PE/LLDPE.
Bao bì nông dược, thuốc thú y:
OPP//AL//LLDPE, PET//MPET//LLDPE, PET//AL//PE.
(OPP, PET)/PEN/MPET/PE/LLDPE.
Bao bì thủy hải sản (hút chân không): PA//LLDPE,…
Ngoài ra, còn có nhiều cách phân loại khác như phân loại theo số lớp màng ghép, phân
loại theo phương pháp ghép, phân loại theo kiểu túi hay đặc tính kỹ thuật đặc biệt
(màng chịu dầu, màng chịu nhiệt, màng đun sôi, màng hút chân không…).
1.1.1.3. Ưu và nhược điểm của màng phức hợp
a. Ưu điểm
Chống hơi ẩm, chống thấm khí tốt, chống vi khuẩn, cản UV, khả năng bảo quản tốt.
Khối lượng nhỏ, giảm được diện tích lưu trữ và chi phí vận chuyển so với các loại bao
bì khác (kim loại, thuỷ tinh,…). Có thể sản xuất hàng loạt trên dây chuyền công nghệ
bao bì hiện đại với năng suất lớn, mức độ tiêu chuẩn hóa cao.


b. Nhược điểm
Tính chất đặc thù một số sản phẩm như acid đậm đặc cần chứa trong chai lọ thuỷ tinh,
khí nén có áp suất cao cần bình kim loại chịu áp lớn… Đó là một trong những nhược
điểm mà bao bì nhựa chưa thể thay thế hoàn toàn các loại bao bì khác.
Bao bì màng phức hợp có nhiều lớp, trên nguyên tắc, muốn tái sinh cần có hệ thống
phức tạp và chi tiết để tuyển nổi mực, keo; xay nhuyễn và dùng hoá chất tạo môi
trường tách loại giấy, nhôm, các loại nhựa dựa trên sự chênh lệch tỷ trọng. Chi phí cho
tái sinh khá cao, lượng sử dụng bao bì thải ra hằng ngày lại quá lớn, do đó, mặt tái
sinh, tái sử dụng còn hạn chế.
Trong thành phần bao bì có hàm lượng lớn nhất là nhựa. Thời gian phân huỷ nhựa lại
khá lâu, gây ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường. Biện pháp giải quyết vấn đề này là
phát triển bao bì có khả năng tái sinh (polymer mạch ngắn dễ phân huỷ hơn polymer
mạch dài), đồng thời, phổ cập chương trình phân loại rác, phát triển các quy trình tái
chế nhựa.
1.1.2. Tổng quan về túi retort
1.1.2.1. Khái niệm retort
Retort có nghĩa là dùng nhiệt và áp suất tác động nhằm tiêu diệt các vi sinh vật (do đó,
retort còn chỉ nồi hấp thanh trùng). Nếu tác động này tiêu diệt hầu hết vi sinh vật gọi là
thanh trùng, nếu tác động này tiêu diệt tất cả vi sinh vật, bao gồm cả bào tử gọi là tiệt
trùng.
Thực phẩm retort là gọi tắt cho thực phẩm áp dụng quy trình đóng gói thực phẩm trong
lon, túi phức hợp ghép từ màng nhựa và màng kim loại (nếu có), dán kín lại, đồng thời
nấu chín sản phẩm bên trong bằng nhiệt và áp suất. Có 2 loại retort: semi-retort, nhiệt
độ dưới 121oC (lon kim loại, túi đun sôi, túi nấu, túi thanh trùng) và retort, nhiệt độ
trên 121oC (lon kim loại, túi tiệt trùng).


Cần phân biệt túi hút chân không và túi retort:
Túi hút chân không (hải sản, thực phẩm xông khói…) thì sản phẩm vẫn có thể bị hư
hỏng và phải yêu cầu bảo quản lạnh. Trong quá trình xông khói, hải sản có thể nhận
nhiệt, nhưng nhiệt này không đủ tiêu diệt tất cả vi khuẩn. Khi hút toàn bộ không khí ra
khỏi túi, quá trình phát triển của vi khuẩn sẽ chậm lại. Điều này giúp sản phẩm vẫn
tươi trong một khoảng thời gian. Đối với vi sinh vật kỵ khí thì môi trường này chúng
vẫn có thể tồn tại được, thúc đẩy thêm qua trình sản sinh ra độc tố. Do đó, cần bảo
quản lạnh dưới 38oF hoặc đông lạnh, thời hạn sử dụng không quá 3 tuần. Túi bảo quản
sau 1 thời gian mất đi “độ chân không” ban đầu tức là vi khuẩn đã phát triển và sản
sinh ra khí, tuyệt đối không sử dụng sản phẩm này, có thể bị ngộ độc.
Túi retort (hải sản, thực phẩm xông khói…) không cần bảo quản lạnh. Túi này cũng
được hút chân không, nhưng sau đó, nhiệt xử lý dưới áp suất sẽ đạt đến 230 oF. Nhiệt độ
này tiêu diệt hầu hết các loại vi khuẩn nên sau đó có thể bảo quản lạnh hoặc không. Có
câu biểu ngữ quảng bá về ưu điểm của túi retort như sau: “Refrigerate after opening or
needs no refrigeration until opened” (bảo quản lạnh sau khi mở hoặc không cần bảo
quản lạnh đến khi mở túi).
1.1.2.2. Giới thiệu túi retort (flexible can)
Túi retort hay còn gọi là túi nấu/ túi đun sôi hoặc “flexible can” là túi chứa thực phẩm
chế biến sẵn, gồm nhiều lớp linh hoạt, có tiềm năng thay thế hộp/lon kim loại mà vẫn
giữ nguyên tính chất và chất dinh dưỡng của thực phẩm, kể cả thực phẩm đông lạnh.
Túi có đặc điểm: nhẹ, dễ đóng gói, có thể thiết kế túi đứng vững chắc để thay thế đồ
hộp kim loại nặng nề truyền thống. Tính chất quan trọng cần có:
Tính thấm oxy thấp, tính thấm ẩm thấp
Tính hút nước thấp
Chống được sự thâm nhập (rỏ rỉ) chất béo, dầu và thành phần trong thực phẩm.


Trọng lượng lớp cản phải rất nhẹ.
Không chứa lượng dư dung môi. Hoá chất sản xuất màng PP được yêu cầu xử lý
không còn chất xúc tác trước khi dùng cho thực phẩm.
Chất kết dính không được xâm nhập vào thức ăn.
Cấu trúc nguyên vật liệu phải đạt chuẩn cho thực phẩm
Có thể hàn dán và tiệt trùng được
Cơ tính đảm bảo chống được các tác động vật lý trong quá trình đóng gói, thanh
trùng/tiệt trùng, lưu trữ và vận chuyển.
1.1.2.3. Ưu điểm và nhược điểm túi retort
a. Ưu điểm
Dễ dàng in ấn bên ngoài túi.
Mảng mỏng sẽ giảm được thời gian truyền nhiệt, đồng thời tránh được sự quá nhiệt
thực phẩm: giữ được màu, mùi vị, ít mất chất dinh dưỡng. Từ đó, giảm năng lượng đun
nấu. Mặc khác, quy trình đã được khử trùng từ khâu làm túi và đóng gói thực phẩm,
việc giảm thời gian nấu còn bao gồm giảm thời gian dùng nhiệt diệt vi sinh vật như
thông thường. Túi được thanh trùng/ tiệt trùng nên một số thực phẩm kéo dài được thời
gian sử dụng mà không cần chất bảo quản.
Túi chưa đóng gói thực phẩm dễ dàng lưu kho mà vẫn ít chiếm chỗ. Giảm được chi phí
vận chuyển. Túi dễ cắt mở, so với đồ hộp kim loại (cần dụng cụ mở hộp - cans
openers).
b. Nhược điểm
Trở ngại lớn nhất là vốn đầu tư lớn cho máy móc, quy trình đóng gói chậm và phức tạp
hơn quy trình hộp kim loại. Quy trình xử lý nhiệt phức tạp do có rất nhiều tham số cần
được theo dõi, sao cho nhiệt độ đạt tối ưu.


Túi dễ bị đâm thủng nên cần bao gói bên ngoài để vận chuyển. Cần các thiết bị chuyên
dụng như: burst tester, máy đo ứng suất (tension tester), nhằm phát hiện rò rỉ và đánh
giá toàn diện sản phẩm.
1.2. Đặt vấn đề
1.2.1. Tiềm năng phát triển túi retort
Đánh giá thị trường ở Việt Nam, theo phân tích của StoxPlus, quy mô thị trường bao bì
mềm phức hợp Việt Nam ước đạt 800 triệu USD vào năm 2014, tăng 10,1% so với năm
2013. Trong đó, thực phẩm đóng gói và ngành hàng tiêu dùng là các thị trường tiêu thụ
chính của bao bì nhựa mềm phức hợp, chiếm gần 70% doanh thu tiềm năng của ngành
năm 2014 (ước đạt 1,47 tỷ USD).
Xuất phát từ nhu cầu thực phẩm phục vụ cho quân sự, Mỹ đưa ra ý tưởng và sản xuất
thành công bao bì tiệt trùng vào những năm 60. Vào khoảng 1980, công nghệ làm túi
retort được Cục quản lý thực phẩm của Hoa Kỳ cho phép sản xuất rộng rãi ở Mỹ. Thời
điểm đó, Nhật Bản cũng sản xuất được túi retort đựng súp và nước lẩu. Đến nay, nền
công nghiệp bao bì và công nghiệp thực phẩm trên thế giới ngày càng cải tiến và nâng
tầm. Tuy nhiên, nước ta lại chưa thể đầu tư quy mô lớn quy trình sản xuất túi đun sôi
và túi nấu. Tiên phong trong lĩnh vực này ở Việt Nam là Công ty cổ phần Sài Gòn Food
(Saigon Food). Mặt hàng đại diện của công ty Saigon Food là cháo tươi ăn liền. Tổng
Giám đốc Saigon Food, bà Lê Thị Thanh Lâm phát biểu Báo Dân Trí, cho biết, sản
phẩm cháo tươi ăn liền của Saigon Food vượt trội so với nhiều sản phẩm đang có trên
thị trường, lý do chính là do không sử dụng chất bảo quản. Sở dĩ có được đặc điểm này
do bao bì chịu được quá trình tiệt trùng tuyệt đối.
Tính tiện dụng, thơm ngon và an toàn giúp các thực phẩm chế biến sẵn rất được ưa
chuộng trong thời kỳ hiện đại mà con người thì bận rộn như ngày nay. Tổ chức BMI
(Business Monitor Internaltional) dự báo ngành công nghiệp thực phẩm chế biến sẵn sẽ
tăng 24,2% về lượng và 48,7% về giá trị doanh số bán hàng hàng năm. Năm 2014,


Công ty nghiên cứu thị trường AC Nielsen tiến hành khảo sát tại thành phố Hồ Chí
Minh và Hà Nội cho thấy, ngành hàng thực phẩm chế biến sẵn thực sự còn rất tiềm
năng và đang bắt đầu phát triển mạnh mẽ. Đặc biệt, khảo sát còn xác định được với các
loại mặt hàng này, sản phẩm sản xuất trong nước đang vượt lên chiếm thế áp đảo so
với sản phẩm nhập ngoại.
Điều này cho thấy, nhu cầu về thực phẩm chế biến sẵn ngày càng cao kéo theo nhu cầu
bao bì tiệt trùng cũng tăng mạnh. Thị trường sản xuất túi retort là một thị trường tiềm
năng, kể cả trong và ngoài nước.
1.2.2. Mục tiêu nghiên cứu
Sản xuất túi chịu quá trình thanh tùng, tiệt trùng, có thể đưa vào sản xuất đại trà:
Thử nghiệm độ bền của mực- màng
Thử nghiệm các công nghệ sản xuất màng phức hợp
Thiết kế cấu trúc và công nghệ phù hợp tạo màng phức hợp chịu nhiệt.
Thực hiện làm túi retort mẫu.
Khảo sát độ bền của túi retort.
Rút ra kết luận về tính khả thi của sản phẩm.
.


CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
2.1. Cấu trúc màng thường sử dụng
Bảng 2.1: Chức năng các loại màng thường dùng cho túi retort
Màng

Tính
chất

PET

PA

Chịu nhiệt
cao

Chịu được
mài mòn

Dẻo dai

Chịu được
nhiệt độ
thấp

Dễ in ấn

Al foil
Lớp cản ánh sáng, khí,
cản mùi, vi sinh vật.
Kéo dài thời gian sử
dụng
Độ cứng cho phép để
xé

Màng hàn dán
Hàn dán tốt, chắc
chắn
Mềm dẻo
An toàn với thực
phẩm

Chức năng các màng trên có thể chia làm 3 nhóm:
Màng in là PET hoặc PA có thể thay đổi thứ tự ghép tuỳ vào sản phẩm chứa.
Màng cản là PET, PA và Al foil. Nếu yêu cầu cấu trúc túi trong suốt sẽ thay Al
foil bằng SARAN (PVDC), EVOH hay nylon.
Màng hàn dán là RCPP (Retort Cast Polypropylene) hoặc LLDPE có phụ gia
tăng sự chịu nhiệt.
2.1.1. Nguyên liệu màng
2.1.1.1. PET
Màng PET – polyethylene terephthalate thuộc nhóm polyester. PET được sản xuất bằng
phương pháp trùng ngưng ethylene glycol và dimethyl terephthalete (DMT) hoặc acid
terephthalic (TPA) dưới áp suất thấp. Khi được định hướng hai chiều, PET có tính chất
trong suốt, bền cơ và tính mềm dẻo tăng. Ngược lại, màng PET không định hướng tính
năng kém nên ít được sử dụng.
Khả năng in tốt, in tốc độ cao.
Tỉ trọng: 1,4 g/cm3.


Độ bóng và trong suốt cao.
Bền cơ học cao, chịu được lực va chạm, mài mòn và có độ cứng cao. Khi làm màng độ
bền đâm thủng và xé rách không tốt bằng màng khác.
Chống thấm khí O2 và CO2 tốt hơn các loại polyolefin.
o Thấm O2: 120 cm3/(m2.24h)
o Thấm ẩm: 46 g/m2/24h
Tính nhiệt:
o Nhiệt độ thấp nhất chịu được là: -70 oC. Khoảng 200oC cấu trúc hoá học của
mạch không thay đổi, nhiệt độ gây hư hỏng cấu trúc là 225oC.
o 66-100oC tính thấm khí không đổi, tuy nhiên trên 70 oC xuất hiện biến dạng
co rút.
Trơ với môi trường thực phẩm và không bị hư hỏng bởi dung môi hữu cơ, chống thấm
dầu mỡ rất cao.
Khả năng hàn nhiệt không tốt, có thể phủ thêm lớp PE (độ bền hàn dán tốt, nhiệt để
hàn dán thấp) hoặc PVDC (tăng tính chống thấm khí và mùi).
Bảng 2.2: Các tính chất điển hình của PET [ CITATION Ngu13 \l 1033 ]
Màng PET
Tính chất

Không định
hướng

Định
hướng

Nhiệt độ chuyển hoá thuỷ tinh (tg, oC)

73-80

73-80

Nhiệt đô nóng chảy (tm, oC)

245-265

245-265

Nhiệt độ biến dạng tại 455 kPa (oC)

38-129

Mật độ (g/cm3)

1,29-1,40

Modul kéo căng (Gpa)

2,8-4,1

Độ bền kéo căng (Mpa)

48-72

220-270

Độ dãn dài (%)

30-3000

70-110

1,40


Khả năng thấm hơi nước tại 37,8oC và RH = 90%
(g.m/m2.24h)

390-510

440

Khả năng thấm oxy tại 25oC (103 cm3.m/m2.24h.atm)

1,2-2,4

1,1

Ứng dụng: tính chống thấm khí cao nên 80% PET được sản xuất sử dụng làm chai
đựng nước ngọt có gas, chiếm 40% trên thị trường nước giải khát được sản xuất.
Ngoải ra, màng PET còn được tạo màng làm túi đựng thực phẩm cần chống oxy hoá
[ CITATION Ngu13 \l 1033 ] [ CITATION Đố11 \l 1033 ].
2.1.1.2. BOPA
PA - polyamide sản xuất bằng cách trùng ngưng một loại acid hữu cơ và một loại amin,
phương pháp gia công là đúc màng hoặc thổi màng. PA có tên thương mại là nylon.
Dùng cho bao bì là 2 loại phổ biến, có tên thương mại là nylon 6 và nylon 6,6. Ngoài
ra, còn có nylon 11 và 12.
Thường dùng nhất là nylon 6. Có 3 phương pháp sản xuất màng nylon là: CPA, IPA,
BOPA. Màng BOPA được sản xuất từ hạt PA6, có nhiều nhóm amide phân cực. PA6 là
kết quả phản ứng trùng ngưng caprolactam có 2 nhóm chức acid và amin ở 225 oC.
BOPA có các tính chất như sau:
Bảng 2.3: Tính chất Nylon 6 [ CITATION Ngu13 \l 1033 ]
Tính chất

Màng PA6

Nhiệt độ chuyển hoá thuỷ tinh (tg, oC)

60

Nhiệt đô nóng chảy (tm, oC)

210-220

Nhiệt độ biến dạng tại 455 kPa (oC)
Mật độ (g/cm3)

1,13-1,16

Modul kéo căng (Gpa)

0,69-1,7

Độ bền kéo căng (Mpa)

41-165

Độ dãn dài (%)

300


Khả năng thấm hơi nước tại 37,8oC và RH = 90% (g.m/m2.24h)

3900-4300

Khả năng thấm oxy tại 25oC (103 cm3.m/m2.24h.atm)

0,47-1,02

Khi in, màng đạt corona bề mặt trên 52 dyne, khả năng in tốt, không cần xử lý bề mặt.
Tỉ trọng: 1,13 g/cm3.
Độ bền kéo căng và độ bền xé rách tốt, khả năng chống mài mòn, đâm thủng, xé rách
và chống đứt gãy tốt.
Tính nhiệt:
o Chịu nhiệt tốt, giữ được đặc tính mềm dẻo ở 100oC.
o Phạm vi chịu nhiệt rộng: -60 đến 150oC (-70 đến 220oC)
o Chịu được nhiệt thanh trùng đến 100 oC, nhưng tiệt trùng trên 100oC túi sẽ
giãn nở nhiệt.
Sự định hướng làm tăng khả năng chống thấm khí O2 và CO2
o Thấm O2: 30 cm3/(m2.24h). Chống thấm khí O2, N2, CO2 rất cao, ứng dụng
làm bao bì chống thẩm thấu khí hay thoát hương.
o Thấm ẩm: 180 g/m2/24h. Đặc tính nhạy ẩm nên phải bảo quản cẩn thận trong
quá trình vận chuyển, tránh bị hút ẩm, nếu không, trong quá trình in hoặc
ghép, có thể hình thành bóng khí hoặc đốm trắng. Dung môi sử dụng cũng
với lượng ít hoặc không alcohol vì đặc tính phân cực của màng. Màng nylon
đã hút ẩm phải làm khô (sấy) lại mới có thể in và ghép, nếu không, có thể có
lỗi chảy keo hoặc lem mực.
o Tính thấm hơi giảm 3 lần khi màng hút ẩm tối đa [ CITATION Đố11 \l
1033 ].
Hàn nhiệt khá tốt, nhưng nhiệt độ cao 121-177oC.


Không bền acid mạnh và kiềm mạnh. Màng chịu dầu và dung môi hữu cơ tốt, chịu
được kiềm. Chống thấm chất béo cao.  thường nằm giữa lớp hàn dán và Al, cản dầu
thấm ra Al và PET, ngược lại được Al cản ẩm từ bên ngoài, chống sự hút ẩm của PA.
Ứng dụng: màng co bọc thực phẩm dùng được cho lò viba, màng cho thực phẩm đông
lạnh, bao bì tiệt trùng, đóng gói dụng cụ y khoa. Do tính hút ẩm mà PA ít khi làm lớp
bên ngoài của túi, thường có vai trò là lớp cản ở giữa, đặc biệt là ứng dụng trong túi
đun sôi và túi tiệt trùng.
2.1.1.3. Màng nhôm
Al-Foil là nhôm sản xuất thành dạng màng có độ dày dưới 152 m. Hàm lượng nhôm
là trên 96%, còn lại là các nguyên tố khác như: Si Cu, Fe, Mn, Mg, Cr, Zn, Ti… Nếu
dùng cho thực phẩm thì độ tinh khiết là 99- 99,8% [ CITATION Trâ13 \l 1033 ].
Không trong suốt.
Tỉ trọng: 2,6 - 2,7 g/cm3.
Độ dày 6, 7, 9, 12, 15, 18… m. Trên bề mặt nhôm có các lỗ nhỏ li ti: Al-foil dày 7 m
có thể có 800 lỗ/m2, 9 m có thể có 200 lỗ/m2,.. trung bình tổng diện tích lỗ hổng là 2
mm2/m2 nhôm [ CITATION Đố11 \l 1033 ].
Bền cơ: độ bền cơ phụ thuộc lượng Al và mức độ xử lý nhiệt mà tính chất cơ học rất
linh hoạt. Dễ tạo hình, dùng để tăng cường cơ lý trong ghép màng phức hợp.
Bền nhiệt: không ảnh hưởng bởi nhiệt độ và độ ẩm, dễ sử dụng trong tiệt trùng. Ổn
định ở nhiệt độ cao và thấp.
Tính cản: chống khí, ẩm và ánh sáng tốt. Chống được tia cực tím. Chống vi sinh vật
thâm nhập.
Độ bền hoá: bền với acid nhẹ tốt hơn so với kiềm nhẹ. Dễ bị ăn mòn bởi muối kiềm
hoặc nước có chứa muối kiềm. Bền cao với hầu hết chất béo, dầu mỡ và các loại dung
môi hữu cơ [ CITATION Đố11 \l 1033 ].
Ứng dụng: bao gói, trang trí, ghép với bao thuốc lá, kết hợp với màng khác làm bao bì
thực phẩm, dược phẩm cao cấp, dùng trong bao bì vô trùng, nắp tô mì, kem…


2.1.1.4. Màng hàn dán
a. RCPP hoặc SCPP
RCPP là Retort Cast Polypropylene và SCPP là màng CPP được biến tính – các màng
PP sản xuất bằng phương pháp đúc màng, được dùng riêng cho túi retort, chịu nhiệt
đến 138oC.
Theo kiểm nghiệm, màng RCPP hoặc SCPP dùng được ở nhiệt độ trên 121 oC, tức là
loại màng này thích hợp nhất để làm màng hàn dán cho túi đun nấu.
Polypropylene homopolymer khi xử lý nhiệt sẽ dễ nảy sinh giòn hoá, dễ tét đường hàn,
tính chịu dầu cực kỳ kém. Tóm lại, polypropylene homopolymer không chịu được
nhiệt độ cao nên sử dụng polypropylene copolymer hoặc polypropylene biến tính, giúp
cải thiện khuyết điểm này. Ưu điểm nổi bật là độ bền hàn dán cao, giá thành rẻ, bề mặt
trơn đẹp.
Độ dày đồng đều và bắt buộc phải đạt từ 60m trở lên (Nguồn Công ty TNHH Công
nghiệp Changsu).
b. PE
Màng PE dùng cho túi retort không giống màng PE thông thường, yêu cầu khắt khe
hơn về tính chịu nhiệt, khả năng hàn dán và chịu lực cũng tốt hơn. Độ dày phải đồng
nhất, đạt tới 60m. PE có trộn thêm các phụ gia để giảm hệ số ma sát: COF thấp dùng
lượng dưới 300 ppm; COF trung bình dùng lượng phụ gia là 500 ppm nhưng phải sử
dụng cẩn thận. Màng PE này được trùng hợp bằng hạt nhựa LLDPE nhánh C6, C8 –
hay còn gọi là nhựa kỹ thuật, khơi mào bằng mettallocene.
Chất xúc tác metallocene là hợp chất của vòng dienyl chuyển tiếp từ kim loại:
methylaluminoxane hoặc chất hoạt hoá ion tổ hợp thành có nhiệm vụ giúp các mạch
trùng hợp được đồng đều. Màng PE sử dụng chất xúc tác trên gọi là mPE, mLLDPE,
có độ bền hàn dán cao, chống xướt rách, khoảng nhiệt hàn dán cao, dễ sử dụng đóng


gói tốc độ cao, tính chịu đun nấu tốt, tính chịu đâm thủng tốt. Tuy nhiên, khuyết điểm
của mPE là dễ bị tách lớp, do chất phụ gia gây nên (Nguồn Công ty TNHH Công
nghiệp Changsu).
2.1.2. Hoá chất in
Quá trình in màng phụ thuộc chủ yếu vào tính chất màng. Đặc điểm quan trọng của khả
năng in trên màng nhựa là mức độ phân cực. Màng có độ phân cực thấp (PE, PP) rất
khó bám mực và keo, do đó, cần xử lý corona (xử lý Corona là dùng dòng điện cao tần
ion hoá không khí thành ozone, là tác nhân oxy hoá mạnh, tạo các gốc phân cực ở bê
mặt). Để so sánh độ phân cực, ta dựa trên góc thấm ướt hay năng lượng bề mặt. Góc
thấm ướt  nhỏ hơn 90o thì chất lỏng sẽ thấm ướt bề mặt màng [ CITATION Trâ13 \l
1033 ].
Như vậy, năng lượng bề mặt màng càng cao hơn sức căng bề mặt của chất lỏng thì sự
thấm ướt càng tốt, thông thường sự chênh lệch lí tưởng từ 7 đến 10 dynes/cm. Ta có,
sức căng bề mặt của PET là 41-44 dynes/cm, PA là 36 dynes/cm, khá cao so với các
loại màng khác. Hệ mực chọn để in PET và PA cũng là hệ mực có tỉ lệ dung môi riêng,
khác với BOPP, hay PVC.
2.1.2.1. Mực có dung môi
Thành phần cơ bản của tất cả mực in là: chất tạo màu (pigment, bột màu, lắc màu…),
dầu liên kết (hay còn gọi là nhựa nền), chất phụ gia, dung môi. Tuỳ theo công nghệ in
mà lựa chọn mực in phù hợp. Có các công nghệ in như: in ống đồng, in flexo, in offset
và in lưới, trong đó, ta sử dụng công nghệ in ống đồng do khá phổ biến ở Việt Nam, in
được đa dạng các loại vâjt liệu.
Mực in có nhiều loại (có dung môi, không dung môi hay gốc nước..), để sử dụng in
trên PET hoặc PA, máy in ống đồng ta dùng mực in có dung môi. Đặc điểm loại mực


này có hàm lượng nhiều loại dung môi trong thành phần để cải tiến quá trình khô của
mực và tạo ra sự liên kết, bám dính tốt của mực in lên trên bề mặt vật liệu in.
Thực tế trong công nghiệp, mực in trên màng nào sẽ đươợc gọi tên theo màng in đó
nhưng thành phần có thể không trùng với tên gọi. Ví dụ, mực in trên màng OPP là mực
OPP, mực in trên màng PET là mực PET. Mực in trên màng bao bì thực phẩm phải
đảm bảo các chỉ tiêu thực thẩm. Thành phần chung là chất tạo màu, ngoài ra:
Mực in trên màng olefin (PE, PP…) có: nhựa nền là nitrocellulose và PA, phụ
gia là hỗn hợp sillicon, công thức chung này có thể thay đổi tùy công ty sản xuất
để cải tiến tính năng. Theo công ty Dy Khang, mực OPP của công ty này sử
dụng nhựa nền là Chlorinated Polypropylene (CPP) – tức PP đã đươc gắn thêm
gốc Clo, đảm bảo thành phần mực PP bám trên màng OPP, gốc Clo giúp tăng sự
phân cực của chuỗi phân tử, dễ pha loãng bằng dung môi.
Mực in trên màng PET có: nhựa nền là nitrocellulose, PA, có thể thêm nhựa
cứng, phụ gia là hỗn hợp sillicon. Cũng theo công ty nhựa Dy Khang, mực PET
của công ty này có nhựa nền là PU (2 thành phần).


Bảng 2.4: Tính chất 1 số loại mực lựa chọn cho túi retort
Tên công
ty

Mã mực

Tính chất

Ứng dụng

- Mực in ống đồng gốc dung môi, dựa
trên nền nhựa Polyurethane (PU)
Công ty
mực Dy
Khang

QChromax
PET

Màng PET có
xử lý corona (≥
42 dyne/cm) và
Khả năng truyền mực tuyệt vời, tính chất PA (Nylon) có
in phủ và độ ổn định màu cao đặc biệt
xử lý corona
đối với
( ≥ 50
độ nhớt thấp và tốc độ in cao.
dyne/cm)
- Mực ghép đùn nhựa Polyethylene (PE)
và ghép khô cho độ bám cao
- Dùng cho những mục đích đặc biệt
như: đông lạnh, đun sôi, …

- Mực in ống đồng gốc dung môi, dựa
trên nền nhựa Polyurethane (PU)

SAKATA
INX

LAMIALL
(RE-10)

- Dùng cho những mục đích đặc biệt
như: đông lạnh, đun sôi, …
- Phù hợp với in tốc độ cao
- Mực ghép đùn nhựa Polyethylene (PE)
và ghép khô cho độ bám cao
- Hỗ trợ tính cản ẩm, cản khí; chịu được
chất béo và dầu.
- Mực in ống đồng gốc dung môi, dựa
trên nền nhựa Polyurethane (PU)

DIC

UNIVURE
AR
793
WHITE
(D1)_BAT

- Dùng cho những mục đích đặc biệt
như: đông lạnh, đun sôi, …
- Phù hợp với in tốc độ cao
- Mực ghép đùn nhựa Polyethylene (PE)
và ghép khô cho độ bám cao
- Hỗ trợ tính cản ẩm, cản khí; chịu được
chất béo và dầu.

Màng PET có
xử lý corona (≥
50 dyne/cm) và
PA (≥ 50
dyne/cm),
OPP/CPP (≥ 38
dyne/cm)

Màng PET có
xử lý corona (≥
42 dyne/cm) và
PA (Nylon) có
xử lý corona
( ≥ 50
dyne/cm)


2.1.2.2. Dung môi in
Mực có dung môi: cơ chế khô chủ yếu bằng phương pháp bay hơi, các dung môi được
sử dụng chủ yếu là các dung môi gốc cồn. Tốc độ bay hơi của dung môi quyết định quá
trình khô của mực.
Vai trò các chất trong hỗn hợp dung môi:
o Toluen: làm loãng hệ mực in, hòa tan nhựa nền.
o MEK, EA: hòa tan nhựa nền, phân tán bột màu tạo hỗn hợp nhựa đồng nhất.
o IPA, EA: điều chỉnh tốc độ bay hơi.
Bảng 2.5: Tính chất một số loại dung môi in [ CITATION Tài15 \l 1033 ]
Loại dung môi

Tốc độ bay hơi
(g/h)

Tỷ trọng

Toluen

(g/L)

Sức căng bề mặt
(N/m)

Độ phân cực

225

0,871

28,6

0,001

EA

113

0,901

24,3

0,150

IPA

315

0,790

22,7

0,178

MEK

126

0,807

24,8

0,510

2.1.3. Hoá chất ghép
Hiện nay, có 3 phương pháp ghép màng: ghép đùn, ghép ướt, ghép khô. Vấn đề đầu
tiên của túi retort là đảm bảo màng vẫn có độ bền tốt sau quá trình xử lý nhiệt. Trong 3
phương pháp trên thì ghép khô phù hợp nhất.
Ưu điểm của ghép đùn là chi phí nhựa thấp hơn chi phí keo, màng thành phẩm cũng
mềm mại hơn các phương pháp khác, đầu tư 1 máy ghép đùn có 2 công dụng là ghép 2
màng và phủ nhựa lên 1 màng. Khi ghép đùn, lớp nhựa đùn đóng vai trò lớp keo dính
giữa 2 lớp màng. Hạt nhựa sử dụng thường là PE hoặc PP nguyên sinh, do đó độ chịu
nhiệt của màng không cao. Thêm vảo đó, chi phí đầu tư máy móc cho ghép đùn và


ghép ướt tương đối cao. Ghép ướt khá kén chọn vật liệu, ít nhất một trong hai loại
màng ghép phải có tính thấm hút.
Tuy có đòi hỏi sự đồng đều về chiều dày, ghép khô thoã mãn được tính chất chịu nhiệt
cao, tính năng kết dính tốt và có thể kết dính hầu hết các loại màng.
2.1.3.1. Keo ghép
Bảng 2.6: So sánh tính chất các loại keo [ CITATION Tài15 \l 2057 ]
Loại keo

Có dung môi

Không dung môi

Hệ nước

Hệ cồn

Kháng ẩm

T

T

T

T

Chịu nước

T

T

T

T

Chịu dầu

T

T

T

T

Chịu hấp

T

KT

KT

KT

Chịu Retort

T

K

K

K

Độ kết dính ban đầu

T

K

KT

T

Độ kết dính

T

KT

KT

KT

Chịu acid

T

K

K

K

Chịu kiềm

T

K

K

K

Tính chất

T: Tốt

KT: Khá tốt

K: Kém

Dựa vào bảng thống kê trên, loại keo thích hợp để retort là keo có dung môi.

Bảng 2.7: Các loại keo dùng được cho túi retort khảo sát rên thị trường
Tên hãng
Công ty TNHH

Loại keo
Polyester

Áp dụng

Mã keo

Dung
môi

Độ nhớt
(mPas)

Màng PE, PP,

EX 7109

EA

1.500 – 4.500


TM - SX & DV
HOÁ THỊNH

màng mạ,
PET, PA

Novacote
Flexpack
Division

Màng PE, PP,
màng mạ,
PET, PA,
cellophane,
đặc biệt là Al

Polyester

Túi tiệt trùng

Thành
phần -OH
CA 27 –
thành phần
-NCO

EA

1.200 -2.000

NC-825A
Thành
phần -OH

EA

500-800

CA-26
thành phần
-NCO

EA

800-2400

Takelac
PP-9530
Thành
phần -OH

EA

1000-5000
mPas

EA

500-2500
mPas

OPP/CPP,
PET/PE,
Mitsui Chemical
Polyether OPP/MCPP…
Polyurethanes.inc
Takenate ITúi đun sôi
9300 thành
phần
-NCO
2.1.3.2. Dung môi ghép EA
Công thức phân tử: hay .

Ethyl Acetate là 1 este lỏng, không màu, mùi nhẹ, tính độc hại nhẹ.
Ethyl Acetate là dung môi sử dụng nhiều trong công nghiệp: sản xuất màng phức hợp,
ngành in và ngành sơn... EA có chức năng chính là hòa tan nhựa (resins), pha loãng,
kiểm soát độ nhớt và tốc độ bay hơi, mức độ sấy khô sản phẩm.
Bảng 2.8: Tính chất một số loại dung môi ghép [ CITATION Tài15 \l 1033 ]
Loại dung môi

Tốc độ bay hơi
(g/h)

Tỷ trọng

Toluen
EA

(g/L)

Sức căng bề mặt
(N/m)

Độ phân cực

225

0,871

28,6

0,001

113

0,901

24,3

0,150


Methanol

250

0,792

22,6

0,338

2.2. SẢN XUẤT TÚI MẪU
2.2.1. Thiết kế kiểu túi retort

Màng in,
mực in, CĐR

Hê thông
in màng
Hình 2.1: Khổ trải túi 3 biên
bố trí quay
dọc 3 nhãn
Chọn khổ túi : R180 x D230 (mm).
Hàn biên 10mm, hàn đầu 10mm.
Như vậy, khổ trải cuộn là: L = 230mm.

Kiểm tra
chất
lượng in

W = 1080mm.
a = 180mm.
Màng ghép, chất kết dính

Phế liêu
in

Đạt

Hê thông ghép màng

2.2.2. Quy trình sản xuất
2.2.2.1. Quy trình sản xuất màng

Sô màng
ghép đạt
yêu cầu
Đạt

Kiểm tra
chất lượng
ghép
Đạt

M
àn

Phế liêu
ghép


TP

Hình 2.2: Sơ đồ quy trình sản xuất màng phức hợp
Thuyết minh quy trình:
Màng in là PET, sau khi kiểm tra chất lượng đầu vào đạt, màng sẽ qua hệ thống in.
Công nghệ in ở đây sử dụng là in ống đồng. Số lượng màu in từ 1 đến 8 màu (1 số
công nghệ cải tiến có thể đạt tối đa 10 màu). Tại mỗi khoang in có 1 trục in khắc lõm,
lấy mực từ khoang mực, có dao gạt mực thừa trên trục. Mực được truyền từ phần tử in
lõm này sang màng in. Sau mỗi khoang in, màng in đã lấy mực được sấy khô tạm thời
để đảm bảo chất lượng hình ảnh khi in màu tiếp theo. Hết số màu in cần thiết, màng in


có thể được sấy trong hệ thống trước khi thu cuộn hoặc sấy toàn bộ cuộn đã thu trong
buồng sấy của nhà máy. Việc kiểm tra chất lượng đầu ra được thực hiện xuyên suốt quá
trình in.
Màng in đã sấy khô hoàn toàn tiếp tục qua khâu ghép. Công nghệ ghép màng bao gồm:
ghép đùn, ghép khô, ghép ướt. Chất kết dính thường dùng là keo PU, đảm bảo độ bám
dính tốt, dễ sử dụng và mức độ an toàn trong bao bì thực phẩm, dược phẩm. Riêng
công nghệ ghép đùn, chất kết dính là nhựa đùn PE hoặc PP. Màng sau khi ghép được
lưu trữ ở nhiệt độ thường hoặc sấy trong buồng sấy cho chất keo ổn định mới tiếp tục
ghép hoặc đóng gói màng thành phẩm. Việc kiểm tra chất lượng màng ghép còn dựa
nhiều vào kinh nghiệm. Thông số quan trọng để đánh giá là độ bền tách lớp, tuy nhiên,
con số có thể chênh lệch sau thời gian lưu trữ.
Màng phức hợp để sản xuất túi retort thử nghiệm, ta dùng công nghệ in ống đồng, mực
in màu trắng của công ty DIC. Công nghệ ghép được lựa chọn công nghệ ghép khô có
dung môi, keo PU mã NC825A/CA26 của công ty Novacote.


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×