BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM TIỂU LUẬN BAO GÓI THỰC PHẨM Chủ đề Bao bì nhôm và ứng dụng trong sản xuất bia GVHD Nguyễn Huỳnh Đìn.
Trang 1BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM
- TIỂU LUẬN BAO GÓI THỰC PHẨM
Chủ đề: Bao bì nhôm
và ứng dụng trong sản xuất bia
GVHD: Nguyễn Huỳnh Đình Thuấn
Trang 21 Giới thiệu về vật liệu nhôm 3
2.1 Quy trình sản xuất lá nhôm nguyên liệu 5
2.2 Quy trình sản xuất lon nhôm 6
3 Tiêu chuẩn của bao bì lon nhôm 11
3.1 Đặc điểm bao bì nhôm 12
3.2 Tính chất bao bì nhôm 12
3.3 Đối với lon nhôm 12
3.4 Chức năng của bao bì lon nhôm trong thực tế 13
II Ứng dụng bao bì nhôm trong sản xuất bia 14
1 Quy trình sản xuất bia 14
2 Quy trình chiết rót 16
3 Ảnh hưởng của bao bì nhôm đến sản xuất bia 17
3.1 Ảnh hưởng tích cực 17
3.2 Ảnh hưởng tiêu cực 18
4 Tiêu chuẩn của bao bì nhôm đồi với sản xuất bia 19
TÀI LIỆU THAM KHẢO 22
BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC 24
2
Trang 3LỜI CẢM ƠN Sau một khoảng thời gian được học tập, tìm hiểu về môn Bao gói thực phẩm tại Viện
Công nghệ Sinh học và Thực phẩm, Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ ChíMinh và hơn hai tháng hoàn thành bài tiểu luận, chúng em xin bày tỏ lời cảm ơn chânthành đến các thầy cô, giảng viên đã chỉ bảo và giảng dạy nhiệt tình để giúp nhóm emphần nào có được những kiến thức thật quý báu, tạo điều kiện thuận lợi để chúng em
có thể hoàn thành bài tiểu luận
Đặc biệt, chúng em xin bày tỏ lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Huỳnh Đình Thuấn là
người đã trực tiếp giảng dạy, truyền đạt kiến thức và hướng dẫn chúng em thực hiện đề
tài “Bao bì nhôm và ứng dụng trong sản xuất bia” Với những vốn kiến thức được
tiếp thu trong quá trình học không chỉ là nền tảng cho quá trình học tập tiếp theo màcòn là một trong những hành trang giúp chúng em bước vào đời một cách tự tin vàvững chắc
Tuy nhiên, kiến thức của nhóm chúng em còn nhiều hạn chế Do đó, không thể tránhkhỏi nhiều điều thiếu sót trong quá trình trình bày bài tiểu luận của nhóm Nhómchúng em rất mong nhận được sự chỉ bảo đóng góp ý kiến của thầy để có thể nâng caođược kiến thức và bổ sung vào bài tiểu luận giúp cho bài được hoàn thiện hơn
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Trang 5LỜI MỞ ĐẦU
Khi ngành công nghiệp thực phẩm ngày càng phát triển thì bao bì cũng sẽ có sự đổimới vượt bật Bao bì nay không chỉ dùng để chứa đựng, đóng gói mà còn giúp bảoquản, tăng tính cảm quan cho sản phẩm
Trong sản xuất sản phẩm, bao bì có chức năng chứa đựng, bao gói, chuẩn bị cho việcvận chuyển từ nơi sản xuất tới nơi tiêu dùng Hạn chế những biến đối hóa học, hóa lí,
cơ học và cảm quan của sản phẩm, đảm bảo an toàn cho sản phẩm suốt quá trình bảoquản, phân phối đến tay người dùng Ngoài ra, bao bì còn duy trì giá trị dinh dưỡngcủa sản phẩm, ngăn cản sự gây nhiễm từ môi trường bên ngoài vào trong thực phẩm.Với kiểu dáng, nhãn hiệu, màu sắc, thông tin trên mỗi bao bì giúp người mua dễ dànglựa chọn sản phẩm mình mong muốn, tạo nên sự khác biệt giữa các sản phẩm vớinhau Bao bì được xem là hiện thân của sản phẩm, với vẻ ngoài bắt mắt, lôi cuốn, hấpdẫn, cung cấp đầy đủ thông tin của sản phẩm tạo ấn tượng tốt, gây thiện cảm với ngườimua, từ đó nâng cao giá trị kinh tế cho doanh nghiệp Chính vì thế, đã tạo nên sự cạnhtranh dữ dội các sản phẩm trên thị trường, vì vậy các nhà sản xuất luôn chú trọng đếnbao bì, mẫu mã của sản phẩm sao cho phù hợp với thị yếu người tiêu dùng nhất [1].Với nhu cầu như vậy đòi hỏi bao bì phải được thiết kế và sản xuất với chất liệu phùhợp với từng loại sản phẩm Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại bao bì như bao
bì xốp, nhựa, bao bì gỗ, bao bì thủy tinh, bao bì nhôm,… Trong đó các nhà sản xuất đồuống, nước giải khát thì rất ưa chuộng sử dụng bao bì nhôm, những loại dung dịchlỏng tạo áp lực bên trong bao bì Chính vì trọng lượng của bao bì này nhẹ hơn rấtnhiều so với các loại bao bì khác, thuận lợi cho việc vận chuyển và phân phối sảnphẩm đi đến nơi tiêu dùng Khả năng truyền nhiệt tốt, độ bền cơ học cao Bao bì này
có tính mềm dẻo, thuận lợi cho việc gia công, cắt gọt tạo hình cho sản phẩm Ngoài ra,bao bì nhôm còn có thể tái chế, giảm chi phí nguyên liệu và còn mang tính bảo vệ môitrường Ở bài này, ta sẽ tìm hiểu vật liệu sản xuất bao bì nhôm, ứng dụng của bao bìnhôm trong sản xuất bia nhằm mang đến cái nhìn bao quát nhất cho người đọc về loạibao bì nhôm này [1]
Trang 6I Tìm hiểu vật liệu sử dụng sản xuất bao bì
1 Giới thiệu về vật liệu nhôm
Nhôm là kim loại màu trắng bạc, là nguyên tố thứ 13 trong bảng tuần hoàn, là kimloại phổ biến nhất trong vỏ Trái Đất, chiếm hơn 8% khối lượng lõi của Trái đất, lànguyên tố hóa học phổ biến thứ ba trên thế giới sau oxy và silic, là kim loại phổ biếnthứ hai để chế tạo đồ vật (sau sắt thép) [7]
Do dễ dàng liên kết với các nguyên tố khác nên trong tự nhiên không có nhômnguyên chất Nhôm chính thức được sản xuất lần đầu tiên vào năm 1824 và người taphải mất thêm 50 năm nữa để học cách sản xuất nó ở quy mô công nghiệp [7]
Nhôm là một trong những kim loại nhẹ nhất trên thế giới: nhẹ hơn gần ba lần so vớisắt nhưng cũng rất bền, cực kỳ dẻo, chống ăn mòn tốt vì bề mặt của nó luôn được baophủ bởi một lớp màng oxit cực kỳ mỏng và rất bền Nó không có từ tính, nó là mộtchất dẫn điện, dẫn nhiệt tuyệt vời, đồng thời nhôm phản xạ ánh sáng và nhiệt rất hiệuquả và nó không bị gỉ, dễ dàng tạo hợp chất với các nguyên tố hóa học khác, nên rấtnhiều loại hợp kim nhôm đã được phát triển Nhôm có thể tái sử dụng nhiều lần, cảnhôm và hợp kim của nhôm sau khi tái chế không có sự suy giảm các tính chất cơhọc so với nhôm nguyên chất Hơn nữa, việc tái chế nhôm chỉ yêu cầu khoảng 5%năng lượng đầu vào cần thiết để sản xuất kim loại nhôm nguyên chất Nhôm cũngkhông độc hại và không giải phóng bất kỳ mùi hôi hoặc sản phẩm độc hại nào khi
nó tiếp xúc [8]
Bằng cách sử dụng kết hợp nhiều đặc tính ưu việt của nó , nhôm đang được ứngdụng trong rất nhiều lĩnh vực Các đặc tính của các hợp kim nhôm khác nhau đãdẫn đến việc nhôm được sử dụng trong các ngành công nghiệp đa dạng như vậntải, chế biến thực phẩm, sản xuất năng lượng, đóng gói, xây dựng kiến trúc vàcác ứng dụng truyền tải điện Tùy thuộc vào ứng dụng, nhôm có thể được sửdụng để thay thế các vật liệu khác như đồng, thép, kẽm, tấm thiếc, thép không gỉ,titan, gỗ, giấy, bê tông và vật liệu tổng hợp Trong công nghệ chế biến thực phẩmnhờ khả năng chống ăn mòn và bảo vệ khỏi ánh sáng tia cực tím kết hợp với độ
ẩm và ngăn mùi cộng với tính chất không độc hại, không bị gỉ hoặc làm bẩn sảnphẩm của nó đã dẫn đến việc sử dụng rộng rãi lá và tấm nhôm trong bao bì và
Trang 7bảo vệ thực phẩm Việc sử dụng nhôm phổ biến nhất để đóng gói là trong các lonnước giải khát bằng nhôm Các lon nhôm hiện chiếm khoảng 15% lượng nhômtiêu thụ toàn cầu [8].
Ngày nay nhôm được sản xuất chủ yếu từ quặng bô-xit, trung bình cần 4-5 tấnquặng bô-xit để sản xuất 1 tấn nhôm vì trong quặng còn chứa hàng loạt các tạpchất khác như oxit sắt, oxit silic và oxit titan Các mỏ bô-xit được tìm thấy nhiều
ở Australia, Caribe, Châu Phi, Trung Quốc và Nam Mỹ [8]
Giới thiệu sơ lược về bao bì lon nhôm
Bao bì lon nhôm không còn quá xa lạ với tất cả chúng ta, ở bất kì đâu ta cũng
có thể dễ dàng thấy được chúng Công ty Adolph Coors đã tiên phong trong việc
sử dụng bao bì lon nhôm vào năm 1959, kể từ đó bao bì lon nhôm trở thành loạibao bì ngày càng phổ biến [9] Các sản phẩm sử dụng bao bì lon nhôm nhiều nhấthiện nay là bia, nước ngọt có ga và nước tăng lực và loại bao bì này ngày càngphổ biến trên nhiều sản phẩm khác như rượu vang sủi bọt, cà phê, [10]
Bao bì lon nhôm có hình trụ tròn, thuộc loại lon hai mảnh: thân dính liền đáy vànắp Nắp được ghép với thân theo cách ghép mí của lon thép tráng thiếc ba mảnh Bao
bì lon nhôm được đặc biệt sử dụng để chứa đựng nước giải khát có gas, bia, những loạidung dịch có tạo áp lực bên trong bao bì bởi do nhôm có tính mềm dẻo cao, nếu bao bìnhôm chỉ chứa đựng chất lỏng không có áp lực khí thì bao bì không cứng chắc nhưtrường hợp lon thép, dễ dàng bị hư hỏng, thủng, biến dạng bởi những va chạm cơ học.Khi bao bì nhôm chứa đựng các loại nước có gas, gas tạo áp lực ở bên trong lon, tạo sựcứng vững cho lon nhôm một cách hợp lý Nhôm có đặc tính mềm dẻo, nhiệt độ nóngchảy rất cao, do đó không thể chế tạo theo dạng lon ba mảnh vì phải qua giai đoạncuộn thân, hàn điện làm chảy nhôm để kết dính méo thân tạo lon kín, mà phải dùngphương pháp dập và vuốt tạo thân dính liền đáy do đó tạo nên đặc điểm về độ dày lon:
có những vùng độ dày khác nhau như đáy có độ dày cao nhất, thân trụ có độ dày thayđổi mỏng dần về phía bụng lon, cổ lon nơi ghép có độ dày lớn hơn phần bụng [1] Bao bì nhôm nhẹ hơn rất nhiều so với các loại bao bì bằng vật liệu khác, chúng cóthể xếp chồng lên nhau một cách chắc chắn vì thế rất thuận lợi cho việc đóng gói vậnchuyển Nó cũng có khả năng chống gỉ rất thuận lợi cho việc chứa đựng, lưu trữ đồuống dạng lỏng Bao bì lon nhôm cũng rất dễ dàng để tái chế so với các loại bao bì
Trang 8khác như bao bì thuỷ tinh hay bao bì nhựa Đồng thời nhờ khả năng dẫn nhiệt tốt củanhôm mà bao bì lon nhôm được làm lạnh nhanh, tiện lợi cho người sử dụng [9] Nhờvào đặc điểm chống được tia cực tím của nhôm mà bao bì lon nhôm sẽ đảm bảo đượcchất lượng sản phẩm tốt nhất về hương vị và độ tươi vì nhôm đảm bảo là rào cản tuyệtđối đối với oxy, mùi và ánh sáng ngoài môi trường [11].
2 Quy trình sản xuất bao bì nhôm (lon nhôm)
2.1. Quy trình sản xuất lá nhôm nguyên liệu [1]
Si,Fe,Cu,Mn,…
Trang 9Quặng bauxit qua tinh chế loại bỏ chất bẩn, thu được Al2O3 dạng bột mịn, trắng,dùng phương pháp điện phân oxit nhôm để được Al kim loại Nhôm thu được ở dạngnóng chảy, bổ sung lượng nhỏ các kim loại khác nhằm tăng tính bền cơ và bền hóa chosản phẩm bao bì
Khối nhôm nóng chảy đổ vào khuôn tạo thỏi, sau đó gia nhiệt cán thành lá dày360và cuộn lại, đó là nguyên liệu chế tạo lon nhôm đựng bia
2.2. Quy trình sản xuất lon nhôm [1]
Bước 1: Để tạo ra lon nhôm là đưa các cuộn lá nhôm, vào máy để bôi trơn Việc
làm này giúp cho nhôm di chuyển trơn tru qua các khâu tạo kiểu dáng ở nhữngbước tiếp theo
Bước 2: Tiếp đó, tấm nhôm được chuyển tới máy ép nhôm công nghiệp Máy này
cắt nhôm thành các đĩa tròn và nắn chúng thành hình cái cốc Khâu này thực hiện
ở tốc độ cao
Trang 10
Bước 3: Từ máy ép, những chiếc cốc được kéo dài ra thành hình dáng giống vỏ
hộp
Bước 4: Trong đó, phần đầu của vỏ hộp được cắt và mài gọn làm sao cho các hộp
có kích thước đồng đều như nhau
Bước 5: Sau đó, các thân hộp được rửa sạch và làm khô, sẵn sàng cho công đoạn
trang trí
Trang 11 Bước 6: Tiếp theo, vỏ lon được chuyển tới một máy in, bao gồm khoảng 6-8 loại
mực được in lên mặt lon cùng một lúc Những chiếc lon được xoay vòng khi innhãn Cuối cùng, lon được phủ lớp tráng bóng và lớp bảo vệ mực mới được inxong
Bước 7: Tiếp đó, vỏ lon đưa vào lò nhiệt để phủ lớp sơn chống sứt mẻ.
Trang 12 Bước 8: Phần trong vỏ lon được phủ một lớp mạ tránh sự ăn mòn kim loại và tiếp
xúc giữa thức uống đựng bên trong với thành hộp
Bước 9: Vỏ lon tiếp tục được đưa qua lò nhiệt để làm khô lớp sơn.
Bước 10: Sau đó, phần trên hộp được nắn hẹp lại thành miệng lon, sẵn sàng cho
công đoạn đặt nắp lon sau khi nước ngọt được đổ vào
Trang 13 Bước 11: Bề mặt đáy lon được nắn lại thành hình vòm lõm vào trong, làm tăng
sức chịu lực của vỏ lon
Bước 12: Thành phẩm lon được kiểm tra để phát hiện sự rò rỉ Một máy chuyên
dụng sẽ phát hiện các lỗ hổng có kích thước nhỏ hơn một sợi tóc
Bước 13: Vỏ lon được xếp chồng lên các tấm pallet, sau đó chuyển tới nhà máy
sản xuất bia
Trang 14 Bước 14: Nắp lon được làm và chuyển riêng biệt tới nhà máy Tương tự chu trình
sản xuất thân hộp Nắp lon cũng được bắt đầu từ những cuộn nhôm, trải phẳng, bôitrơn và đưa vào máy cắt nén
Bước 15: Một đường viền được nắn nổi lên xung quanh miệng nắp Hỗn hợp keo
được đổ vào trong đường viền này, tránh sự va chạm giữa nước uống và vỏ lon.Cuối cùng, quai mở “pop-tap” được dập cố định lên trên nắp lon, giúp cho việc mởlon đơn giản hơn bằng cách kéo lên và đẩy tab lại
Trang 153 Tiêu chuẩn của bao bì lon nhôm [1]
Nhôm chất lượng được sản xuất từ hợp kim nhôm cao cấp, có kết cấu chắc chắn,không bị ảnh hưởng của va chạm mạnh Chất lượng của nhôm không thay đổi trongquá trình sản xuất Do đặc tính dẫn điện dẫn nhiệt, do đó khi tạo thành phẩm nhôm thìmỗi nhà sản xuất sẽ thêm các nguyên vật liệu để tăng tính an toàn cho người sử dụng.Tùy theo mức độ gia công, mỗi dòng nhôm sẽ có độ pH, độ bền, chống ăn mòn, tínhchịu nhiệt cao
Tuy nhiên, loại nhôm kém chất lượng thì được sản xuất bằng cách nung nhôm ởnhiệt độ cao pha lẫn với các kim loại khác Các hàm lượng phụ gia này không theonguyên tắc và những kim loại được chọn thường có mức độ giá trị thấp hơn nhômthanh định hình nguyên chất Điều này ảnh hưởng đến quá trình gia công sản phẩm domức độ uốn cong, ép và độ bền không cao Vì nhu cầu lợi nhuận, nhà sản xuất tănghàm lượng kim loại khác có trong sản phẩm nhôm của họ Việc không tuân thủ côngthức và quy trình cho trước dẫn đến những phản ứng hóa học trong quá trình thi công,không an toàn và gây nguy hiểm cho người sử dụng
3.1. Đặc điểm bao bì nhôm [12]
- Bao bì nhôm có dạng hình trụ tròn, thuộc loại lon hai mảnh: thân dính liền đáy
Trang 16- Bao bì lon nhôm nhẹ hơn rất nhiều so với các loại bao bì làm bằng các loại vậtliệu khác nên rất thuận lợi trong khi vận chuyển và phân phối sản phẩm.
- Tác dụng chống tia cực tím của lon nhôm rất tốt Do đó ngoài dạng lon, nhômcòn được dùng ở dạng lá nhôm ghép với các loại vật liệu khác như plastic đểbao gói thực phẩm với mục đích là chống thoát hương và chống tia cực tím
- Nhôm có tính mềm dẻo và có nhiệt độ nóng chảy cao, do đó không thể chế tạotheo dạng lon 3 mảnh vì phải qua giai đoạn cuộn thân, hàn điện để kết dính mépthân tạo thân lon Nhôm tấm được dùng phương pháp dập và vuốt để tạo thànhthân dính liền đáy Vì vậy có những vùng có độ dày khác nhau như đáy có độdày cao nhất, thân trụ có độ dày thay đổi mỏng dần về phía bụng lon, hay cổ lon
có độ dày cao hơn phần bụng lon
3.3. Đối với lon nhôm [12]
- Lon nhôm được thiết kế thích hợp, gọn nhẹ, tiện lợi, khả năng đóng gói dungdịch là không thể phá vỡ, bền vững trong hoạt động sản xuất
- Khả năng chống oxy hóa và suy thoái dung dịch do ánh sáng chiếu, khiến khảnăng chứa dung dịch của vỏ lon nhôm trở nên hoàn hảo, giữ đồ uống được tươingon, có thể nằm trên kệ nhà kho trong thời gian dài cho đến khi sản phẩmđược tiêu thụ
3.4. Chức năng của bao bì lon nhôm trong thực tế [13]
- Thuận lợi cho việc vận chuyển – bốc dỡ – lưu kho: Bao bì ngoài chứa sảnphẩm bên trong có thiết kế chắc chắn, hình dáng thích hợp với từng loại thựcphẩm khác nhau và chứa được một lượng thực phẩm nhất định Vì thế, nó giúpcông đoạn đóng gói, vận chuyển hàng hóa được dễ dàng, đảm bảo an toàn hơn
- Đảm bảo chất lượng cũng như số lượng của sản phẩm: Khi đóng thực phẩm
vào bao bì, không những giúp sản phẩm đạt chất lượng tốt, nguyên vẹn từ nhàsản xuất đến tay người tiêu dùng, mà còn có thể bảo quản và lưu trữ trong thờigian dài mà không lo sản phẩm bị biến chất
- Cung cấp thông tin sản phẩm đến người dùng: Tất cả các bao bì sản phẩm
đều được in các thông tin chi tiết về sản phẩm như ngày sản xuất, hạn sử dụng,
Trang 17thành phần, hướng dẫn sử dụng, địa chỉ nhà sản xuất,… để người dùng có thểnắm bắt thông tin cần thiết khi mua sắm
- Một công cụ marketing với chi phí thấp: Khi bao bì thiết kế bắt mắt sẽ thu
hút lượng lớn khách hàng, tạo sự chú ý và kích thích người dùng mua hàng.Hơn thế nữa, nó cũng cho hiệu quả đáng kinh ngạc khi quảng bá sản phẩm,thương hiệu đến người dùng
Một số tiêu chuẩn trong quá trình sản xuất lon nhôm:
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 2827:1999 (ISO 6994:1986) về Quặng
nhôm - Xác định hàm lượng nhôm
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 11659:2016 (ISO 12315:2010): nguyên
liệu nhôm oxit dùng để sản xuất nhôm - phương pháp tính hàm lượng Al2O3của nhôm oxit nhiệt luyện
II Ứng dụng bao bì nhôm trong sản xuất bia:
1 Quy trình sản xuất bia [3]