Thiết kế nhà máy sản xuất bao bì thực phẩm có thể nấu trong nước sôi với năng suất 3000 tấn trên năm

Thiết kế nhà máy sản xuất bao bì thực phẩm có thể nấu trong nước sôi với năng suất 3000 tấn trên năm

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quãng thời gian học tập tại trường, em đã đã nhận được rất nhiều sự quantâm, hỗ trợ của quý Thầy Cô, gia đình và bạn bè Và sau hơn 4 tháng nghiên cứu tìmhiểu, khóa luận về đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất bao bì thực phẩm có thể nấu trongnước sôi với năng suất 3000 tấn/năm” của em đã hoàn thành

Em xin gửi lời cám ơn chân thành đến quý Thầy Cô khoa Khoa học Ứng dụngtrường Đại học Tôn Đức Thắng nói chung và các Thầy Cô ngành Vật liệu hữu cơ nóiriêng đã truyền thụ tri thức, tạo mọi điều kiện tốt nhất để em có thể học tập, rèn luyện

và tiếp thu những kiến thức quý báu, giúp em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp

Với sự tri ân sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn thầy Rudolf Kiefer đã tận tìnhhướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện khóa luận Nhở những lời chỉdẫn, góp ý của thầy, khóa luận của em đã trở nên tốt hơn và hoàn thành trong thời gianquy định

Trong quá trình làm, em có thêm cơ hội để tỉm hiểu về quy trình sản xuất bao bìtrong thực tế cũng như áp dụng kiến thức được học vào thực tiễn Tuy nhiên, do kiếnthức và kinh nghiệm thực tế vẫn còn hạn chế nên khóa luận cũng không tránh khỏinhững thiếu sót, em rất mong nhận được ý kiến đóng góp từ qúy Thầy Cô, bạn bè đểkhóa luận này được hoàn thiện hơn và có thêm nhiều kinh nghiệm phục vụ cho côngtác sau này

Em xin chân thành cảm ơn

M C L C Ụ Ụ

LỜI CẢM ƠN i

DANH MỤC BẢNG ix

DANH MỤC HÌNH xii

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BAO BÌ 1

1.1 Tổng quan về bao bì 1

1.1.1 Định nghĩa 1

1.1.2 Phân loại 1

1.2 Tổng quan về màng phức hợp 2

1.2.1 Giới thiệu chung 2

1.2.2 Phân loại màng phức hợp theo sản phẩm chứa 3

1.2.3 Ưu nhược điểm của màng phức hợp 4

1.2.4 Tiềm năng phát triển 4

CHƯƠNG 2: BAO BÌ THỰC PHẨM CÓ THỂ NẤU TRONG NƯỚC SÔI 6

2.1 Giới thiệu chung về sản phẩm 6

2.2 Ưu nhược điểm 6

2.2.1 Ưu điểm 6

2.2.2 Nhược điểm 7

2.3 Các yêu cầu kỹ thuật đối với màng tạo bao bì phức hợp 7

2.3.1 Lực bền kéo căng 7

2.3.2 Lực bền xé rách 7

2.3.3 Trở lực va đập 7

2.3.4 Độ cứng 7

2.3.5 Độ chịu nhiệt 7

2.3.6 Tính chịu độ ẩm 8

2.3.7 Tính cản khí 8

2.3.8 Khả năng hàn nhiệt 8

2.3.9 Xử lý Corona 8

2.3.10 Một số yêu cầu khác 9

CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT 10

3.1 Nguyên liệu chính 10

3.1.1 Polyethylene Telephtalate - PET 10

3.1.2 Aluminium – Al 12

3.1.3 Polyamide – PA 13

3.1.4 Cast Polypropylene – CPP 14

3.2 Mực in 15

3.2.1 Phân loại 15

3.2.2 Dung môi dùng cho mực in 15

3.3 Keo ghép Polyurethane (keo PU) 16

3.4 Chất phụ gia 19

3.4.1 Phụ gia chống kết khối AB (Anti Block) 19

3.4.2 Phụ gia trượt SA (Slip Agent) 19

3.4.3 Chất trợ va đập 19

3.4.4 Chất chống tĩnh điện (Anti Static Masterbatch) 19

CHƯƠNG 4: ĐƠN PHA CHẾ 21

4.1 Khái niệm 21

4.2 Nguyên tắc thành lập đơn pha chế 21

4.3 Cấu tạo của màng cần thiết kế 22

4.4 Đơn pha chế màng CPP 23

4.5 Đơn pha chế mực in 23

4.6 Tính chất của các nguyên liệu được sử dụng 24

4.6.1 Nhựa PPR 6280 24

4.6.2 Nhựa SS80N 24

4.6.3 Nhựa H401 25

CHƯƠNG 5: QUY TRÌNH SẢN XUẤT 26

5.1 Lựa chọn công nghệ cho màng in 26

5.2 Lựa chọn công nghệ ghép màng 27

5.3 Quy trình sản xuất màng CPP 29

5.3.1 Sơ đồ khối 29

5.3.2 Thuyết minh quy trình 31

5.4 Công đoạn in ống đồng 32

5.4.1 Sơ đồ khối 32

5.4.2 Thuyết minh quy trình 32

5.5 Quy trình ghép màng 34

5.5.1 Sơ đồ khối 34

5.5.2 Thuyết minh quy trình 35

5.6 Quy trình chia cuộn 36

5.6.1 Sơ đồ khối 36

5.6.2 Thuyết minh quy trình 36

CHƯƠNG 6: CÂN BẰNG VẬT CHẤT 38

6.1 Tính toán nguyên liệu cần thiết dùng trong 1 năm theo lý thuyết 38

6.1.1 Khối lượng màng trên 1 đơn vị diện tích (mật độ diện tích) 38

6.1.2 Tính khối lượng nguyên liệu cần thiết trong 1 năm 38

6.2 Tính toán nguyên liệu cần thiết dùng trong 1 năm theo thực tế 43

6.2.1 Quy trình chia cuộn 43

6.2.2 Quy trình ghép màng 44

6.2.3 Quy trình in màng PET 46

6.2.4 Quy trình sản xuất màng CPP 48

6.3 Tính toán các nguyên liệu sử dụng theo các khoảng thời gian trong năm 49

6.3.1 Số ngày làm việc trong năm 49

6.3.2 Tổng kết nguyên liệu cần thiết sử dụng 50

CHƯƠNG 7: THIẾT BỊ 52

7.1 Máy trộn 52

7.2 Máy đùn cán màng 53

7.2.1 Nhiệm vụ 53

7.2.2 Cấu tạo 54

7.2.3 Tính toán và lựa chọn thiết bị 57

7.3 Máy in ống đồng 59

7.3.1 Nhiệm vụ 59

7.3.2 Cấu tạo 59

7.3.3 Tính toán lựa chọn thiết bị 60

7.4 Máy ghép màng 62

7.4.1 Nhiệm vụ 62

7.4.2 Cấu tạo 63

7.4.3 Tính toán lựa chọn thiết bị 64

7.5 Máy chia cuộn 67

7.5.1 Nhiệm vụ 67

7.5.2 Cấu tạo 67

7.5.3 Tính toán và lựa chọn thiết bị 68

CHƯƠNG 8: TÍNH TOÁN XÂY DỰNG NHÀ MÁY 71

8.1 Địa điểm xây dựng nhà máy 71

8.1.1 Nguyên tắc lựa chọn địa điểm xây dựng 71

8.1.2 Lựa chọn địa điểm xây dựng 71

8.2 Tính toán mặt bằng nhà máy 76

8.2.1 Nguyên tắc thiết lập mặt bằng nhà máy 76

8.2.2 Kho nguyên liệu 77

8.2.3 Phân xưởng sản xuất chính 81

8.2.4 Kho thành phẩm 84

8.2.5 Khu nhà hành chính và công trình phụ 85

8.3 Kết cấu xây dựng 87

8.3.1 Khung nhà 87

8.3.2 Mái nhà 87

8.3.3 Kết cấu bao che 87

8.3.4 Kết cấu nền móng 88

CHƯƠNG 9: TÍNH NĂNG LƯỢNG 89

9.1 Tính lượng điện tiêu thụ 89

9.1.1 Tính điện năng cho sản xuất 89

9.1.2 Tính điện năng cho chiếu sáng 90

9.1.3 Điện năng dùng cho thiết bị phụ 94

9.2 Tính lượng nước tiêu thụ 96

9.2.1 Lượng nước dùng trong sản xuất 96

9.2.2 Lượng nước dùng trong sinh hoạt 96

9.2.3 Lượng nước dùng phòng cháy chữa cháy 97

9.2.4 Bể chứa nước 97

9.2.5 Đài nước 98

9.2.6 Chọn máy bơm 98

CHƯƠNG 10: TÍNH KINH TẾ 100

10.1 Cơ cấu tổ chức nhà máy 100

10.1.1 Sơ đồ tổ chức quản lý nhà máy 100

10.1.2 Vai trò của các bộ phận chính 101

10.1.3 Tổ chức nhân sự của nhà máy 102

10.2 Tính kinh tế 104

10.2.1 Vốn cố định 104

10.2.2 Chi phí khác 106

10.2.3 Vốn lưu động 111

10.2.4 Lãi vay ngân hàng 111

10.2.5 Tổng kết kết quả đầu tư 115

CHƯƠNG 11: AN TOÀN LAO ĐỘNG 118

11.1 Vệ sinh công nghiệp 118

11.1.1 Khí hậu 118

11.1.2 Chống ồn, chống rung 118

11.1.3 Thông gió chiếu sáng 119

11.1.4 Vệ sinh chung 119

11.2 An toàn lao động 119

11.2.1 An toàn thiết bị 119

11.2.2 An toàn điện 120

11.2.3 An toàn phòng cháy chữa cháy 121

11.2.4 An toàn hóa chất 122

KẾT LUẬN 123

TÀI LIỆU THAM KHẢO 124

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1: Các tính chất điển hình của màng PET [1] 10

Bảng 3.2: Các tính chất điển hình của Al-lá 12

Bảng 3.3: Các tính chất điển hình của màng Nylon [1] 13

Bảng 3.4: Thành phần dung môi sử dụng cho từng hệ mực [3] 16

Bảng 3.5 Thông số kỹ thuật của keo CX-2750/CA-775LT 18

Bảng 4.1 Đơn pha chế màng CPP 3 lớp 23

Bảng 4.2 Khối lượng các thành phần trong đơn 23

Bảng 4.3 Tính chất nhựa PPR 6280 24

Bảng 4.4 Tính chất nhựa SS80N 25

Bảng 4.5 tính chất của nhựa H401 25

Bảng 5.1: Bảng so sánh phương pháp ghép khô có và không có dung môi [6] 27

Bảng 6.1 Khối lượng các màng thành phần cần thiết trong 1 năm 39

Bảng 6.2 Khối lượng nguyên lệu thành phần trong màng CPP 39

Bảng 6.3 khối lượng các nguyên liệu cần dùng trong 1 năm chưa tính tổn hao 42

Bảng 6.4: Khối lượng nguyên liệu thực tế dùng trong quy trình ghép màng 45

Bảng 6.5: Khối lượng thực tế các thành phần trong mực in dùng trong quy trình in màng 47

Bảng 6.6 Khối lượng thực tế các thành phần của màng CPP dùng trong quy trình đùn cán màng 49

Bảng 6.7 Khối lượng nguyên liệu thành phần màng CPP 3 lớp 50

Bảng 6.8 Định mức nguyên liệu theo từng đơn vị thời gian 50

Bảng 7.1 Bảng khối lượng từng lớp trong màng CPP trong giờ 52

Bảng 7.2 Bảng so sánh và lựa chọn máy trộn 52

Bảng 7.3 Nguyên liệu để cán màng trong một giờ 57

Bảng 7.4 Bảng so sánh và lựa chọn máy đùn cán 57

Bảng 7.5 Bảng so sánh và lựa chọn máy in 61

Bảng 7.6 Bảng so sánh và lựa chọn máy ghép màng 65

Bảng 7.7 Bảng so sánh và lựa chọn máy chia cuộn 69

Bảng 8.1 Số lượng bao và pallet chứa nguyên liệu dùng để cán màng dự trữ cho 15 ngày 78

Bảng 8.2 Số lương thùng gỗ chứa nguyên liệu cuộn màng PET, Al, PA 79

Bảng 8.3 Diện tích chiếm chỗ của các thùng mực in 80

Bảng 8.4 Diện tích chiếm chỗ của các hóa chất 80

Bảng 8.5 Diện tích của các thiết bị sử dụng trong xưởng sản xuất 81

Bảng 8.6 Số liệu các cuộn màng 82

Bảng 8.7 Số liệu của giàn lưu trữ 1 83

Bảng 8.8 Số liệu của giàn lưu trữ 2 83

Bảng 8.9 Số liệu của giàn lưu trữ 3 84

Bảng 8.10 Diện tích cuộn màng lưu trữ trong kho thành phẩm 85

Bảng 8.11 Diện tích tính toán xây dựng khu vực hành chính 85

Bảng 8.12 Diện tích tính toán xây dựng cho các công trình phụ 86

Bảng 8.13 Diện tích các khu vực cần xây dựng 86

Bảng 9.1 Tổng công suất điện của các thiết bị 89

Bảng 9.2 Tổng công suất điện dùng cho các thiết bị trong 1 năm 90

Bảng 9.3 Thống kê số đèn cần sử dụng 92

Bảng 9.4 Điện năng dùng cho chiếu sáng từng khu vực 93

Bảng 9.5 Thông số tụ điện cần dùng 94

Bảng 10.1 Số công nhân trực tiếp đứng máy sản xuất 102

Bảng 10.2 Số công nhân hỗ trợ sản xuất 103

Bảng 10.3 Vốn đâu tư cho máy móc, thiết bị 104

Bảng 10.4 bảng chi phí xây dựng 105

Bảng 10.5 Chi phí cho quá trình đùn cán 106

Bảng 10.6 Chi phí cho quá trình ghép màng 106

Bảng 10.7 Chi phí cho quá trình in màng 107

Bảng 10.8 Tổng kết chi phí nguyên liệu 107

Bảng 10.9 Tổng chi phí năng lượng dùng trong 1 năm 107

Bảng 10.10 Chi phí lương cho nhân viên sản xuất 108

Bảng 10.11 Chi phí lương cho nhân viên hành chính 109

Bảng 10.12 Tính dư nợ giảm dần trong vòng 5 năm đối với vốn cố định 112

Bảng 10.13 Tính dư nợ giảm dần trong vòng 3 năm đối với vốn lưu động 114

Bảng 10.14 Vốn cố định của nhà máy 115

Bảng 10.15 Khấu hao xây dựng 115

Bảng 10.16 Tổng chi phí hằng năm 115

Bảng 10.17 Bảng tổng kết tài chính của nhà máy 116

DANH MỤC HÌN

Hình 1.1: Một số loại bao bì trên thị trường hiện nay 1

Hình 1.2: Một số ứng dụng màng phức hợp 3

Hình 2.1: Một số bao bì thực phẩm có thể nấu trong nước sôi 6

Hình 3.1 Cấu trúc mạch PET 10

Hình 3.2 cấu trúc mạch Nylon 6 13

Hình 3.3: Mô tả quá trình đóng rắn của keo 18

Hình 5.1 quy trình đùn cán màng CPP 30

Hình 5.2: sơ đồ khối quy trình in màng PET 32

Hình 5.3: Sơ đồ máy in ống đồng 33

Hình 5.4 Sơ đồ quy trình ghép màng 34

Hình 5.5 Sơ đồ quy trình chia cuộn 36

Hình 6.1: Quy trình chia cuộn 43

Hình 6.2 : Quy trình ghép màng 44

Hình 6.3: Quy trình in màng 46

Hình 6.4: quy trình sản xuất màng CPP 48

Hình 7.1: Máy trộn WSQB -200 (Nguồn: Công ty Wensui) 53

Hình 7.2: Cấu tạo tấm đỡ và lưới lọc 55

Hình 7.3: Máy đùn cán CPP 3 lớp CM-TL3000 (Nguồn: Sunny Machinery Factory) 59

Hình 7.4: Máy in ống đồng GWASY -1200C (Nguồn: Công ty Wenzhou Guowei Printing Machinery) 62

Hình 7.5: Máy ghép màng GF-1200A (Nguồn: Ruian Changhai Machinery) 66

Hình 7.6: Máy chia cuộn WFQ-1300 (Nguồn:Công ty Wenzhou Jinghua Machinery) 70

Hình 8.1: mô tả cách sắp xếp các bao nguyên liệu trên 1 pallet 77

Hình 8.2: Mô tả cách sắp xếp các thùng mực in trên kệ sắt 80

Hình 10.1 Sơ đồ tổ chức nhà máy 100

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BAO BÌ 1.1 Tổng quan về bao bì

1.1.1 Định nghĩa

Bao bì là một yếu tố quan trọng không thể thiếu trong việc đóng gói sản phẩm.Ngoài chức năng lưu giữ, bảo quản chất lượng, hình dáng sản phẩm, bao bì còn có vaitrò truyền đạt thông tin sản phẩm và các đặc điểm của thương hiệu, tạo nên ấn tượngđầu tiên tiếp cận người tiêu dùng Đó cũng là môt trong những lý do khiến các nhà sảnxuất rất chú trọng đến chất lượng và kiểu dáng lẫn hình thức hấp dẫn của các loại bao

bì, đặc biệt là đối với các loại thực phẩm như: trà, sữa, café, mì ăn liền, thực phẩmđông lạnh, thực phẩm nấu sẵn

Hình 1.1: Một số loại bao bì trên thị trường hiện nay.

1.1.2 Phân loại

1.1.2.1 Phân loại theo mục đích sử dụng

Bao bì vận chuyển: bao gồm container, thùng carton gợn sóng, thùng gỗ…dùng đểbảo quản sản phẩm trong quá trình vận chuyển và lưu kho Bao bì vận chuyển có nhiềukích thước phụ thuộc vào yêu cầu và có thể sử dụng một lần hoặc nhiều lần

Bao bì sản xuất: dùng để chứa nguyên vật liệu, bán thành phẩm, các vật tư thừa, phếphẩm dùng cho việc lưu kho, vận chuyển trong các nhà máy

Bao bì tiêu thụ: dùng để bao bọc sản phẩm thành các đơn vị bán, giá tùy thuộc vàogiá của sản phẩm Bao bì tiêu thụ có hai chức năng là bảo vệ sản phẩm trước tác nhânmôi trường; quảng cáo và thông tin sản phẩm Kích thước của bao bì phụ thuộc vàokích thước sản phẩm và được đóng gói bằng bao bì vận chuyển [1].

1.1.2.2 Phân loại theo sản phẩm được đóng gói

Thực phẩm: bò viên, bánh kẹo, mì gói, thịt-cá đông lạnh…

Mỹ phẩm: son, nước hoa,…

Thời trang: quần, áo,…

Dược phẩm: thuốc, thực phẩm chức năng,…

Rượu bia, thức uống: sữa, rượu vang,…

Đồ gia dụng: quạt máy, đèn,…

Hóa chất: hạt nhựa, dung môi,… [1]

1.1.2.3 Các cách phân loại khác:

Phân loại theo vật liệu: giấy, nhựa, thủy tinh, kim loại,…

Phân loại theo cách đóng gói: chân không, vô trùng, cuốn vặn, màng co, dạng vỉ,… Phân loại theo độ cứng: bao bì cứng (thùng, hộp kim loại, chai thủy tinh…), bao bìnửa cứng (thùng carton gợn sóng, thùng nhựa,…), bao bì mềm (giấy, nhựa, cellophane)

…[1]

1.2 Tổng quan về màng phức hợp

1.2.1 Giới thiệu chung

Màng nhựa phức hợp hay còn gọi là màng ghép, được cấu tạo từ nhiều lớp vật liệukhác nhau như: giấy, nhôm, nhựa, Tùy thuộc vào mục đích sử dụng của bao bì sảnphẩm được chứa đựng mà có thể ghép từng lớp có đặc tính và chức năng khác nhau lạivới nhau để làm tăng ưu điểm và giảm thiểu nhược điểm của những lớp vật liệu đơn, từ

đó cải thiện tính cản khí, hơi ẩm, độ cứng, tính chất in, tính năng chế tạo, tính hàn,…Màng phức hợp bao gồm các lớp cơ bản: lớp cấu trúc, lớp liên kết, lớp cản, lớp hàn

 Lớp cấu trúc: đảm bảo các tính chất cơ học cần thiết, tính chất in dễ dàng vàtính chống ẩm, thường là những loại nhựa rẻ tiền Vật liệu được dùng thường

là LDPE, HDPE, EVA, LLDPE, PP (đối với những cấu trúc mềm dẻo) vàHDPS hay PD (đối với cấu trúc cứng).

 Các lớp liên kết: là những lớp keo nhiệt dẻo (ở dạng nhựa đùn PE, PP …)hoặc keo Polyurethane được sử dụng để kết hợp các loại vật liệu có bản chấtkhác nhau

 Các lớp cản: được sử dụng để đáp ứng yêu cầu về khả năng cản khí và giữmùi Vật liệu được sử dụng thường là PET, Nylon, EVOH và PVDC

 Các lớp vật liệu hàn: thường dùng là LDPE và hỗn hợp LLDPE, EVA, PP,CPP inomer,…

1.2.2 Phân loại màng phức hợp theo sản phẩm chứa

Bao bì bánh kẹo: (PET,OPP,OPPmatt)//(CPP, LLDPE),…

Bao bì trà, sữa, cà phê: (PET, OPP, OPPmatt)//MCPP ; (PET, OPP,

1.2.3 Ưu nhược điểm của màng phức hợp

1.2.3.1 Ưu điểm

Trọng lượng bao bì nhẹ

Chống ẩm, chống vi khuẩn và chống thấm khí tốt

Có thể dễ dàng ghép kín bao bì bằng nhiệt

Mẫu mã bao bì được chế tạo đa dạng, trang trí phù hợp với từng loại sản phẩm

Có thể sản xuất hàng loạt đạt năng suất cao với dây chuyền công nghệ hiện đại, mức

độ tiêu chuẩn hóa cao

Có khả năng tái chế cao

1.2.3.2 Nhược điểm

Bao bì nhựa chưa thể thay thế hoàn toàn các loại bao bì khác do tính chất đặc thùmột số sản phẩm như hỗn hợp chất lỏng hóa học cần chứa trong chai lọ thủy tinh, khínén có áp suất cao thì cần dùng bình kim loại chịu áp lớn…

Một trong những nhược điểm lớn nhất vẫn chưa có hướng khắc phục triệt để của bao

bì sử dụng nhựa là thời gian phân hủy lâu, gây ảnh hưởng đặc biệt nghiêm trọng đếnmôi trường Do đó, phát triển bao bì có khả năng tái sinh, phát triển quy trình tái chếnhựa, đồng thời phổ cập chương trình phân loại rác,…là một trong những biện pháp đểhạn chế nhược điểm này

Ngoài ra, giá thành khá cao so với các loại bao bì truyền thống khác, nhất là khi sửdụng loại nhựa chịu nhiệt để tạo màng ghép

1.2.4 Tiềm năng phát triển

Theo báo cáo của Hiệp hội bao bì Việt Nam (VINPAS), trong khoảng thời gian 10năm trở lại đây, ngành bao bì Việt Nam được đánh giá là một trong những ngành kinh

tế mũi nhọn, số lượng doanh nghiệp thành lập hoạt động trong ngành nghề này ngàycàng nhiều (cả nước có khoảng 2000 đơn vị) cùng với quy mô đa dạng Trong đó,ngành bao bì nhựa phát triển nhanh nhất với tốc độ khoảng 15%

Kể từ năm 2007, Việt Nam gia nhập Tổ chức thương mại thế giới (WTO) đã manglại nhiều cơ hội phát triển cũng như thách thức cho ngành bao bì Việt Nam, do đó các

doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực này để tồn tại và phát triển cần chú trọng cảithiện chất lượng sản phẩm, về năng suất, cũng như đổi mới và cải tiến công nghệ.

Ngoài ra, cùng với quá trình đô thị hóa diễn ra nhanh chóng là sự xuất hiện của các

hê thống siêu thị lớn, chuỗi cửa hàng tiện lợi như Bách hóa Xanh, B’s Mart, Circle K,

… cũng thúc đẩy sản lượng tiêu thụ của bao bì nhựa ngày càng nhiều

Cũng theo VINPAS, mục tiêu đặt ra đến năm 2022 là cung cấp thông tin hữu ích vàkịp thời đến các doanh nghiệp hội viên về những thông tin về nguyên vật liệu, kỹ thuật,công nghệ, thiết bị, … liên quan đến cuộc cách mạng 4.0

Xu hướng hiện nay là bao bì thông minh đến từ sự phát triển khoa học và kỹ thuật

Ví dụ như bao bì có thể điều chỉnh không khí để kéo dài thời gian sử dụng của thựcphẩm và việc đổi màu trên bao bì cho thấy mức độ tươi mới của thực phẩm Từ đó giúpcho người tiêu dùng tránh lãng phí thực phẩm đồng thời đảm bảo vệ sinh an toàn thựcphẩm [9]

CHƯƠNG 2: BAO BÌ THỰC PHẨM CÓ THỂ NẤU TRONG NƯỚC SÔI

2.1 Giới thiệu chung về sản phẩm

Bao bì thực phẩm có thể dùng trong nước sôi là một loại bao bì mới được nghiêncứu và phát triển tại Việt Nam Hiện nay, công nghệ đóng gói dành cho các sản phẩmđóng gói ăn liền được sử dụng nhiều nhất tại Nhật Bản, Mỹ và các nước Châu Âu làcông nghệ sử dụng túi Retort Đó là loại bao bì đóng gói dạng túi gồm nhiều lớp có thểchịu được nhiệt độ cao và ngăn không cho không khí xâm nhập vào bên trong Sau khithực phẩm được đóng gói và hàn kín miệng sản phẩm được gia nhiệt ở nhiệt độ trên

121 độ C Với quy trình như vậy, chất dinh dưỡng và hương vị của thực phẩm bêntrong sẽ được giữ lại như nấu theo cách thông thường tại nhà Ở Việt Nam Công ty cổphần Sài Gòn Food (Saigon Food) là công ty đầu tiên áp dụng công nghệ túi Retort chocác sản phẩm cháo tươi ăn liền dành cho trẻ em

Hình 2.3: Một số bao bì thực phẩm có thể nấu trong nước sôi.

2.2 Ưu nhược điểm

2.2.1 Ưu điểm

Ngăn cản ảnh hưởng trực tiếp từ ánh sáng mặt trời

Bảo vệ thực phẩm bên trong tránh các tác nhân vật lý và môi trường bên ngoài

Giữ vẹn nguyên dinh dưỡng trong thực phẩm

Có thể sử dụng thực phẩm bên trong nhanh chóng bằng cách cho sản phẩm cònnguyên bao bì vào trong nước sôi 5-7 phút hoặc nấu trực tiếp trên bếp 2-3 phút.

Là tính chất quan trọng trong một vài thiết bị đóng gói dùng màng nhựa hoặc chai

mà khi đó bao bì rắn đòi hỏi bề dày tối thiểu và lực bền tối đa Độ cứng cũng đo đượcbằng cách đo và tính độ sai lệch vật liệu khi kéo căng [2]

2.3.6 Tính chịu độ ẩm

Do đặc tính của các loại thực phầm khác nhau: có loại thực phẩm cần được bảo vệkhỏi không khí từ bên ngoài, ngược lại, có thực phẩm thì yêu cầu không được phép bốchơi xuyên qua bao bì từ phía trong Vì lẽ đó, tính chịu độ ầm là yếu tố quan trọng trongviệc xác định tính thích hợp của màng nhựa khi dùng để đóng gói thực phẩm Phươngpháp đơn giản nhất để xác định giá trị này là kéo căng một mẫu màng trên một vật cóchứa nước, sau đó đặt mẫu màng trong phòng chứa chất hút ẩm để chất này hấp thu hơinước truyền xuyên qua lớp màng Lượng nước có trong vật chứa được trước và sauthời gian kiểm nghiệm giá trị tốc độ truyền hơi nước hoặc tốc độ truyền hơi ẩm đượcdiễn tả bằng lượng nước tính bằng gam khuếch tán qua 1m2 hoặc 100in2 màng trong 24giờ [2]

2.3.7 Tính cản khí

Khác với tính thấm hơi nước, tốc độ truyền các loại khí đặc biệt như N2, CO2 , vànhất là O2 phải được xác định từ trước Phương pháp xác định tính thấm khí là xác địnhlượng khí khuếch tán qua màng trong khoảng thời gian định trước Đơn vị của giá trịnày là cm3/m2/24h hoặc cc/100in2/24 [2]

2.3.8 Khả năng hàn nhiệt

Khả năng hàn nhiệt của các nhựa dẻo nhiệt phụ thuộc vào các điều kiện sau: nhiệt

độ làm mềm, thời gian hàn nhiệt, nhiệt độ và áp suất tại mối hàn,; cấu trúc của mànghoặc bản thân polymer; tỉ lệ tạo tinh thể trên tỉ lệ tạo cấu trúc vô định hình củapolymer; lượng chất phụ gia thêm vào [2]

2.3.9 Xử lý Corona

Khả năng bám dính mực in và keo của các lọai màng có độ phân cực thấp như PE,

PP là không cao Năng lượng bề mặt của vật liệu ảnh hưởng đến sự thấm ướt bề mặtcủa chúng Do đó, phương pháp xử lý Corona được dùng để cải thiện đặc tính in củacác loại vật liệu này [2]

2.3.10 Một số yêu cầu khác

Sự kéo giãn: trước khi bị đứt, vật liệu sẽ bị kéo dãn Nếu vật liệu khi kéo càng dãn

dài thì sẽ chịu được tải trọng va đập tốt hơn, ít bị đứt hơn Sự kéo giãn được biểu diễnbằng phần trăm chiều dài thay đổi so với chiều dài ban đầu [2]

Độ cứng: Sử dụng phương pháp Rockwell để xác định độ cứng của vật liệu nhựa.

Đối với phương pháp này ta tác động lên vật liệu bằng những viên bi thép có đườngkính đặc biệt và được cân với những tải trọng khác nhau Sau đó đo độ sâu của vết lõmkhi tải trọng được lấy đi Giá trị Rockwell càng cao thì vật liệu càng cứng [2]

Độ đàn hồi: Thể hiện khả năng trở lại hình dạng và kích thước ban đầu của vật liệu

nhựa dẻo sau khi bị biến dạng Giới hạn đàn hồi là khi vật liệu không thể trở về trạngthái ban đầu sau khi dãn dài [2]

Độ trượt: Khi màng nhựa tiếp xúc bề mặt với loại màng khác hoặc với 1 bộ phận

thiết bị nào đó sẽ sinh ra tính ma sát, đó là độ trượt Thông thường sẽ dùng bàn nghiêng

để xác định giá trị này Ghi nhận lại góc độ nghiêng mà với giá trị này mẫu thử vượtqua được ma sát bề mặt Độ trượt của màng được điều chỉnh bằng cách cho thêm cácchất phụ gia [2]

Tính thấm dầu và mỡ: Tính chất này tương đối quan trọng khi đóng gói thực phẩm

có chứa chất béo Bởi vì chất béo thấm qua màng bao bì có thể bị làm hỏng bề mặt bao

bì Người ta đặt một đống cát mịn được bão hòa bằng một lượng dầu hoặc dầu thôngxác định, đặt mẫu thử lên trên và trên cùng đặt một miếng giấy thấm, sau đó ghi lạithời gian cần để dầu thấm qua và để lại dấu vết trên giấy để xác định tính thấm dầu [2]

Độ bóng và độ mờ: Thoe nhu cầu của khách hàng thì vật liệu trong suốt phải có bề

mặt bóng và sáng Các giá trị so sánh là đo hệ số xuyên thấu và phản xạ đối với mẫuthử [2]

CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT 3.1 Nguyên liệu chính

3.1.1 Polyethylene Telephtalate - PET

3.1.1.1 Khái niệm

PET là loại màng nhựa có tính bền cơ học cao, chịu được lực xé và lực va đập cao,chịu đựng được sự mài mòn cao, độ cứng vững cao Nhựa PET trơ với môi trường thựcphẩm, trong suốt, có khả năng chống thấm khí O2và CO2tốt hơn các loại nhựa khác

Và khi được gia nhiệt đến 2000C hay làm lạnh đến -900C thì cấu trúc hóa học của mạchPET vẫn được giữ nguyên, tính chống thấm khí và hơi nước vẫn được giữ nguyên khinhiệt độ khoảng 1000C Màng PET được sản xuất từ nguyên liệu chính là hạt nhựa PET

an toàn với sức khỏe của con người, thân thiện với môi trường nên màng PET đượcnhiều công ty thực phẩm tin dùng

Tính chất quang học: màng PET có độ trong rất tốt, thường được sử dụng ở dạngđịnh hướng hai chiều,.

Tính chất nhiệt: Với nhiệt độ nóng chảy cao (2450C), màng PET có thể sử dụng ởkhoảng nhiệt độ khá rộng (70-1500C), dưới nhiệt độ cao thì nó có thể chịu đựng trongkhoảng thời gian ngắn

Màng PET thích hợp trong sản xuất các bao bì chịu nhiệt với độ bền vững về kíchthước, độ dai, độ cứng, độ trong cũng như độ bền hóa học và tính chất cản tốt

Tính chất ngăn cản: màng PET ngăn mùi vị tốt, có tính truyền hơi nước thấp.

Tính chất cơ học: màng PET là loại màng có tính năng tốt, chịu được sức căng trongquá trình chế tạo, gia công, tráng ghép, độ cứng của màng giữ cho sản phẩm chịu được

Làm bao bì chịu đựng áp lực, chống thoát hương

Là nguyên liệu phụ cho ngành dệt may

Trong Y học, loại màng nhựa này được dùng để làm ra các tấm phim X quang [1]

3.1.2 Aluminium – Al

3.1.2.1 Tính chất

Bảng 3.2: Các tính chất điển hình của Al-lá

Ngoại quan dày 7 µm) Cuộn màng ( rộng 1200 mm, dài 3000 m,

Công dụng Tráng ghép

Tình trạng ban đầu Bán gương (độ sáng 99,37% )

Khối lượng riêng (g/cm3) 2,7

Al-foil dễ định hình

3.1.2.2 Ứng dụng

Dùng bao gói kẹo, thuốc lá, trang trí

Ghép với các loại màng khác để làm bao bì dược phẩm, thực phẩm cao cấp

Dùng trong bao bì vô trùng, nắp kem, nắp tô mì, …[1]

3.1.3 Polyamide – PA

3.1.3.1 Khái niệm

Các màng nylon hay PA có thể được tạo bằng phương pháp đúc màng hay thổi màng

và được sử dụng rộng rãi làm bao bì, đặc biệt là màng Nylon-6 được định hướng haichiều [1]

WVTR tại 400C và RH=90% (gµm/m2d) 3900-4300

Khả năng thấm O2, tại 25 0C (103cm3 µm/m2datm) 0,47-1,02

Tính chất cơ học: màng Nylon có độ giãn dài cao Màng được định hướng hai chiều

có độ bền xé rách tăng gấp 2 lần và độ bền kéo căng tăng lên gấp 3 lần Sự định hướnghai chiều cũng làm gia tăng các tính chất cản và chống lại ứng suất gãy Màng PA địnhhướng hai chiều (BOPA) có khả năng chống mài mòn, chống đứt gãy, chống xé rách,chống đâm thủng tốt [1]

Tính chất bề mặt: màng PA có khả năng in ấn tốt, độ đục và độ bóng tốt, dễ dàngghép với các màng khác [1]

Tính chất về hàn nhiệt: trước khi hàn nhiệt các màng PA phải được xử lý corona, ởnhiệt độ 121-177 0C Độ bền nhiệt khoảng 80% so với độ bền tối đa của màng Nylon

có đặc tính chịu nhiệt cao, được sử dụng làm các bao bì chịu nhiệt, khả năng định hìnhnhiệt dễ [1]

Tính chất ngăn cản: màng nylon có khả năng chống thấm khí CO2,O2, rất tốt đồngthời ngăn mùi vị thoát ra ngoài Bên cạnh đó nó còn có khả năng chống dầu mỡ, cácchất hóa học Màng PA có tính chắn khí tốt khi đặt trong môi trường khô thoáng Tuy

nhiên khả năng chắn hơi nước còn kém Chúng có khuynh hướng mất một số đặc tínhcản khí khi đặt trong môi trường có độ ẩm lớn [1].

3.1.3.3 Ứng dụng

Với những đặc tính đã nêu trên thì màng nylon thích hợp dùng trong sản xuất cácbao bì có khả năng chịu được nhiệt độ cao như bao bì chứa đựng các sản phẩm y tế khikhử trùng, bao bì retort [1]

Với khả năng chống dầu mỡ, kháng dung môi tốt, màng PA còn được ứng dụngtrong việc sản xuất bao bì chứa thực phẩm đông lạnh hay nấu chín [1]

Dùng làm các bao bì có khả năng chịu được sức nặng vì khả năng chống xuyênthủng cao, chống mòn của màng PA [1]

Màng nylon thường được đặt ở các lớp giữa trong cấu trúc màng đa lớp [1]

Siêu kháng xé rách và kháng thủng Khi kéo giãn có vết mờ

Màng hơi mềm, trong suốt Độ trong suốt cao hơn và khả năng chịu nhiệt tốt hơn ở

1400 C, hữu ích cho việc làm nóng và khử trùng Khả năng kháng lạnh và độ bóng kémhơn OPP

Cung cấp độ ẩm tốt và các rào cản khí quyển

Có khả năng hàn nhiệt tốt

3.1.4.3 Ứng dụng

Màng CPP tiêu thụ gần bằng PE cho lớp phủ hàn dán Đặc biệt cho bao bì retort, gầnnhư chiếm lĩnh toàn bộ thị trường Tuy nhiên, do tính ứng dụng tổng quát của nó, màngCPP ngày càng thế chỗ LLDPE vì nó làm tăng độ bền hàn dán và xuyên thủng

3.2.2 Dung môi dùng cho mực in

Khái niệm: Các hợp chất hay hỗn hợp các chất có thể khuếch tán các phân tử hayion của chất khác tạo ra dung dịch thì được gọi là dung môi Dung môi được dùng để:

 Hòa tan nhựa rắn tạo thành một thể thống nhất

 Tăng khả năng phân tán bột màu

 Làm loãng hệ mực in

 Điều chỉnh tốc độ bay hơi

 Điều chình tốc độ khô của mực

 Tăng giảm độ nhớt thích hợp để in

 Nâng cao khả năng thấm ướt lên màng in.

Bởi vì dung môi sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến mực in cũng như tốc độ in nên thôngthường người ta sẽ chọn các loại dung môi dễ bay hơi như: Toluen, Methanol,…[3]

Bảng 3.4: Thành phần dung môi sử dụng cho từng hệ mực [3]

 Trong khóa luận này, ta chọn màng in là PET nên sử dụng mực in có dung môi

và các dung môi sử dụng cho mực in là Toluen, Iso Propyl Acohol, EthylAcetate

3.3 Keo ghép Polyurethane (keo PU)

Lượng lớn nhất của hệ tạo màng urethane là loại hai thành phần (2K) , chúng đượctrộn lẫn ngay trước khi ứng dụng Một thành phần chứa polyol (hoặc coreactant khác),pigments, solvents, xúc tác, và phụ gia; Thành phần khác chứa các polyisocyanate vàdung môi không có độ ẩm (nước) Đôi khi, xúc tác là thành phần thứ ba trong một góiriêng để có thể điều chỉnh tốc độ đóng rắn tùy vào tỷ lệ các thành phần dùng trong điềukiện nhiệt độ thường [3] [10]

 Phản ứng đóng rắn của keo:

(3.1)

(3.2)

 Cơ chế đóng rắn:

Phản ứng (3.1) dùng để tạo ra liên kết Urethane giữa chất đóng rắn gốc NCO và keogốc OH (trong đó R, R’ là mạch Polyether hoặc Polyester) Liên kết Urethane được tạo

ra có khả năng kết dính 2 màng lại với nhau

Phản ứng (3.2) xảy ra khi gốc -NCO kết hợp với hơi nước có trong không khí haynước có sẵn trong dung môi pha keo >0,05 % CO2 xuất hiện sau phản ứng tạo bọt khítrong màng ghép nếu chất đóng rắn gốc -NCO dư hay keo sử dụng là gốc -NCO

Phản ứng (3.3) là phản ứng không mong muốn kéo theo sau phản ứng (3.2), làm tổnthất một lượng keo hay chất đóng rắn và có khả năng làm cho độ bám dính bị giảm [3]

Hình 3.6: Mô tả quá trình đóng rắn của keo.

Nhờ những tính chất thẩm mỹ dài hạn, kháng thời tiết, và kháng vật lý nên keo PUđược sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực ứng dụng

Keo CX-2750 / CA-775LT là keo PU 2 thành phần, CX-2750 là loại

keo polyester polyol và CA-775LT là chất đóng rắn isocyanate Cả hai đềuthuộc isooxyanate dẫn xuất thơm và có thể hòa tan trong ethyl acetate (EAC)

CX-2750 / CA-775LT được ứng dụng cho quá trình ghép khô và phù hợp vớinhiều loại màng ghép, chẳng hạn như PET/AL/CPP ;PET/NY/AL/CPP hoặc NY/CPP

(3.3)

Chúng cũng sử dụng trong quá trình ghép đùn với các cấu trúc NY/PE hoặcPET/PE/AL/PE Đặc biệt là trong cấu trúc màng Retort chịu được nhiệt độ đến 135

độ, do đó ta sử dụng loại keo này do Công ty TNHH TMDV An Gia cung cấp cho quátrình ghép màng

Bảng 3.5 Thông số kỹ thuật của keo CX-2750/CA-775LT

(Nguồn: COATING P MATERIALS CO.,LTD)

3.4 Chất phụ gia

3.4.1 Phụ gia chống kết khối AB (Anti Block)

Công dụng: AB có tác dụng duy trì sự bôi trơn chống kết khối trong suốt quá trìnhgia công sản xuất Tuy nhiên cần lưu ý sử dụng AB với tỉ lệ thích hợp, để không làmảnh hưởng đến độ trong suốt của màng film Nhược điểm của AB là làm giảm khả năngbám dính của bề mặt sản phẩm [4]

3.4.2 Phụ gia trượt SA (Slip Agent)

Định nghĩa: Là các chất không tan tương thích kém với polymer, phụ gia này nằmtrong khối polymer và dễ phân tán ra ngoài bề mặt của sản phẩm Nó được sử dụngnhư một chất bôi trơn bề mặt trong suốt quá trình sản xuất nhựa Ngoài ra còn có tácdụng giảm độ ma sát giữa các hạt nhựa, giữa bề mặt thiết bị khuấy trộn với hạt nhựacũng như làm giảm độ bám dính của nhựa khi nóng chảy lên các bề mặt gia công Mộttrong những đặc tính của phụ gia trượt là có thể ảnh hưởng đến các tính chất bề mặtcủa màng, từ đó làm giảm sự ma sát giữa các bề mặt của các lớp màng với nhau Saumột thời gian sử dụng thì phụ gia trượt phải trồi lên bề mặt polymer để đạt hiệu quả sửdụng tốt nhất Tuy nhiên khả năng in ấn và khả năng hàn dán của sản phẩm cũng bị ảnhhưởng ở một mức độ nào đó Cần phải tăng mức độ xử lý corona và thường xuyên

kiểm tra tốc độ hàn dán của sản phẩm trong trường hợp sử dụng phụ gia trượt ở hàmlượng tương đối cao [4].

3.4.3 Chất trợ va đập

Phụ gia dùng để tăng dai, tăng độ bền va đập Nó được dùng như chất củng cố, tăng

độ cứng và sức chịu va đập cho 1 số sản phẩm Cần xử lý bề mặt để đạt hiệu quả caohơn Gía thành thấp, tiết kiệm chi phí sản xuất Nhược điểm của nó là làm giảm đặctính quang học của nhựa [4]

3.4.4 Chất chống tĩnh điện (Anti Static Masterbatch)

Giúp sản phẩm không tích diện, nên không có xu hướng hút và giữ bụi trên bề mặt,giúp sản phẩm lâu dơ và nhìn luôn sạch mới,giảm ma sát của sản phẩm (đặc biệt là cácloại màng mỏng) trong quá trình tiếp xúc với những vật liệu phi kim loại Ngăn ngừahiện tượng phóng điện trong môi trường có dung môi dễ cháy nổ như trong khâuin.Không làm suy giảm chất lượng in [4]

CHƯƠNG 4: ĐƠN PHA CHẾ 4.1 Khái niệm

Đơn pha chế là tổ hợp các nguyên vật liệu với thành phần phần trăm khối lượngkhác nhau được đưa vào quá trình sản xuất, bằng các phản ứng cơ, lý, hóa phù hợp tùytheo quá trình chế tạo để tạo ra sản phẩm

Công tác thiết lập đơn pha chế là một quá trình công phu Nó yêu cầu người thiết lậpđơn pha chế phải có sự hiểu biết sâu rộng, lành nghề và phải có kinh nghiệm phongphú Đơn pha chế một khi thiết lập không chính xác sẽ làm cho thành phẩm không đạtyêu cầu khi sử dụng, thậm chí không thể đưa vào sản xuất và gây thiệt hại cho nhà sảnxuất [5]

4.2 Nguyên tắc thành lập đơn pha chế

 Nghiên cứu tính năng sử dụng của sản phẩm

Đây là bước đầu tiên, rất quan trọng vì đơn pha chế sẽ sai nếu ta đánh giá khôngchính xác tính năng của sản phẩm dẫn đến chất lượng sản phẩm không đạt yêu cầu.Người thiết lập đơn pha chế phải dựa vào các thông số hoặc mức chất lượng của sảnphẩm theo tiêu chuẩn trong nước, ngoài nước hay dựa vào mẫu chuẩn Ngoài ra cònphải lưu ý đến tình hình địa phương, khí hậu và môi trường làm việc của sản phẩm [5]

 Chọn lựa nguyên liệu

Chọn đúng loại nhựa cần thiết và các phụ gia thích hợp mới đáp ứng được yêu cầu

sử dụng của sản phẩm Hàm lượng các chất tham gia phải chính xác

Chất lượng nguyên liệu là mối quan tâm mà người thành lập đơn pha chế phải đưalên hàng đầu Nguyên liệu phải đảm bào chất lượng, nếu không đạt yêu cầu thì đơn phachế không còn hiệu quả mặc dù các khâu còn lại khá tốt

Trong trường hợp cần thay thế một loại nguyên liệu này bằng một loại nguyên liệukhác thì phải chú ý xem có thể thay thế đến mức độ nào? Có phù hợp với thiết bịkhông? Có ảnh hưởng đến chất lượng sản phầm hay quy trình công nghệ không [5]

 Khảo sát trang thiết bị của nhà máy:

Tùy thuộc vào tốc độ sản xuất, năng suất, quy trình công nghệ và điều kiện kinh tế

mà mức độ đầu tư trang thiết bị của nhà máy có thể nhiều hay ít Tuy nhiên, thiết bị tối

thiểu phải bảo đảm cho năng suất và chất lượng của sản phẩm ổn định Thiết bị khôngđảm bảo an toàn, vận hành ổn định thì cho dù có đơn pha chế tốt cũng không thể chochất lượng sản phẩm tốt [5].

 Nghiên cứu đề xuất quy trình công nghệ sản xuất

Dựa vào đơn pha chế sẽ xác định được phương pháp in và phương pháp ghépmàng thích hợp Nếu cần phải thay đổi quy trình công nghệ thì phải thay đổi luôn đơnpha chế cho phù hợp

Mỗi loại nguyên liệu sẽ có ảnh hưởng đến một công đoạn trong sản xuất, vì vậyngười pha chế phải luôn theo dõi và điều chỉnh đơn pha chế cho phù hợp [5]

 Sản xuất thử sản phẩm ở phòng thí nghiệm và kiểm tra chất lượng sản phẩm

Sau khi có được đơn pha chế và quy trình công nghệ thích hợp, ta tiến hành sản xuấtthử rồi đem đi kiểm tra các tính chất, chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm theo tiêu chuẩnquy định Nếu chưa đạt yêu cầu đưa ra thì phải điều chỉnh đơn pha chế, tiếp tục sảnxuất thử và kiểm nghiệm, sau đó mới đưa vào sản xuất với quy mô công nghiệp [5]

4.3 Cấu tạo của màng cần thiết kế

 Thứ tự các lớp màng

PET là lớp ngoài cùng (màng in), vai trò cản ẩm, nước tốt Tiếp theo là màng Al

giúp cản hơi nước, ánh sáng, giữ mùi thơm thực phẩm Nhôm dễ bị xói mòn trong khi tiếp xúc với thức uống có cồn như rượu, whiskey, các loại rượu mạnh, sản phẩm thực phẩm như phó mát, muối, nước chấm, và nước uống như nước có carbonated, nước tráicây, axit vô cơ như acid chromic, HCl, HNO3, H2SO4, axít vô cơ… Xói mòn lớp nhôm

sẽ làm giảm lực liên kết và gây tách lớp Do đó PA có các thuộc tính rào cản tốt, được đặt giữa Al foil và CPP cho lớp Al bảo vệ, độ bền đứt và độ bền vỡ bao bì tăng do PA

có tính dai PA là lớp thứ ba được ghép với mục đích cản hơi nước, khí oxy CPP là lớp trong cùng, an toàn khi tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm, tạo mối hàn dán tốt, chịu đượcnhiệt độ cao

Cấu trúc ghép: PET(12µm)//AL(7 µm)//PA(15 µm)//CPP(70 µm)

Màng PET Màng Al Màng PA Màng CPP

4.4 Đơn pha chế màng CPP

Màng CPP là màng 3 lớp vì để đảm bảo chất lượng của sản phẩm mà mỗi lớp phải

có một chức năng riêng cụ thể:

 Lớp A: lớp ngoài cùng là lớp tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm

 Lớp B: lớp giữa là lớp cơ tính của sản phẩm

 Lớp C: lớp trong cùng là lớp xử lí corona để ghép với nhôm

Bảng 4.7 Khối lượng các thành phần trong đơn

Thành phần Khối lượng (kg) Phần trăm khối lượng (%)

 Vai trò của các chất trong đơn pha chế mực in

Mực in ( nhựa tổng hợp+bột màu): Tạo màu và đưa màu lên bề mặt cần in

Toluene: Dung môi pha loãng, làm loãng hệ mực in, hòa tan nhựa nền

Iso Propyl Acohol (IPA): Dung môi ẩn, điều chỉnh tốc độ bay hơi

Ethyl Acetate (EA): Dung môi thật, hòa tan nhựa rắn, phân tán bột màu để tạo hỗnhợp nhựa đồng nhất

4.6 Tính chất của các nguyên liệu được sử dụng

4.6.1 Nhựa PPR 6280

Nhựa PPR 6280 là một polymer đồng trùng hợp ngẫu nhiên với chỉ số chảy 7g/10 phút thích hợp cho việc đúc đùn màng, việc pha trộn PPR 6280 vào nhằm tăng độ bóngsản phẩm với tính chất quang học nổi bật và khả năng hàn dán tốt, xử lý corona dễ

dàng

Bảng 4.8 Tính chất nhựa PPR 6280

tra

Bảng 4.9 Tính chất nhựa SS80N

tra

Độ dãn dài 11 % ASTM D638

4.6.3 Nhựa H401

Nhựa H401là loại homopolymer propylene có độ chảy trung bình, có bổ sung bằng chất chống trượt và chất chống kết khối, thường dùng trong màng phim đúc cho bao bì thực phẩm, để tăng độ bền va đập, giúp màng film dày đều, độ trong suốt tuyệt vời và

độ bóng, độ trượt tốt và khả năng hàn nổi bật

Bảng 4.10 tính chất của nhựa H401

tra

5.1 Lựa chọn công nghệ cho màng in

Hiện nay có 3 phương pháp in thông dụng:

Phương pháp in offset: Mực sau khi pha chế được truyền từ máng mực xuống trục qua bản in, sau khi qua trục cao su được truyền tiếp qua vật liệu in, khi đó mực sẽ bám chắc lên vật liệu in

Phương pháp in Flexco: Là phương pháp in trực tiếp dạng trục quay có các phần tử

in cao hơn phần tử không in và bản in sử dụng là cao su hay photopolymi có tính đàn hồi Bản in được gắn vào trục bản có các chu vi khác nhau và được chà mực bởi lô

định hướng mực(lô anilox) có cấu trúc các vi lỗ có thể có hoặc không có hệ thống các dao gạt mực

Phương pháp in ống đồng: Bởi vì trục in được mạ một lớp đồng dày 100 microns, là lớp nhận hình ảnh nên được gọi là in ống đồng Nó còn có tên gọi khác là in lõm do

các phần tử in được khắc sâu và nằm dưới bề mặt trục in, phần tử không in nằm trên bềmặt trục in Trước khi in, toàn bộ trục in được nhúng vào máng mực còn phần tử không

in được gạt sạch bởi dao cạo mực Khi đó mực chỉ còn chứa ở các lỗ ( phần tử in), mực

từ các phần tử này truyền vào bề mặt vật liệu in nhờ lực in cao và bám vào vật liệu in.Các lỗ trên ống đồng có thể được khắc bằng phương pháp ăn mòn hóa học hay phương pháp khắc điện tử

Kết luận: Ta lựa chọn phương phá In ống đồng vì có nhiều ưu điểm là:

Khả năng phục chế phương pháp in ống đồng lớn và có độ chính xác cao hơn các phương pháp khác

Độ sâu và diện tích lỗ có thể thay đổi được bằng phương pháp khắc điện tử nên hìnhảnh được phục chế với chất lượng rất cao

Độ bền của trục in lớn, có thể dùng để in tái bản nếu được bảo quản tốt

Chất lượng in đồng đều máy chạy ổn định, chủ yếu dùng để in dưới dạng cuộn

Có khả năng chạy ở tốc độ cao

Tuy nhiên, phương pháp này cũng tồn tại một số nhược điểm như giá thành trục in cao, thời gian chuẩn bị trục in lâu

5.2 Lựa chọn công nghệ ghép màng

Do mỗi màng mỏng polymer có những ưu khuyết điểm riêng nên phạm vi ứng dụng của từng loại màng là rất nhỏ Để đạt được những tính chất tốt hơn ta cần ghép các loạimàng lại với nhau Có 2 loại phương pháp ghép màng phổ biến là ghép ướt và ghép khô

 Phương pháp ghép ướt: Sử dụng keo để ghép, ở thời điểm hai lớp vật liệughép với nhau, chất kết dính (keo) ở trạng thái lỏng Phương pháp này được

sử dụng khá rộng rãi, nhất là khi ghép màng nhôm với giấy Dạng keopolymer nhân tạo gốc nước được sử dụng trong phương pháp ghép này.Trong quá trình ghép, keo ở trạng thái lỏng, chúng sẽ thẩm thấu qua một lớpvật liệu và bay hơi sau đó Số lớp màng tối đa cho mỗi lần ghép cũng chỉ làhai lớp[6]

 Phương pháp ghép khô: chia thành 2 loại nhỏ:

 Ghép khô có dung môi

 Ghép khô không có dung môi

Bảng 5.11: Bảng so sánh phương pháp ghép khô có và không có dung môi [6]

Phương pháp

ghép Ghép khô có dung môi Ghép khô không có dung môi

Khái niệm

Là phương pháp ghép bằng keo có dung môi để ghép các loại màng có tính chất khác nhau thành màng phức hợp

Màng sau khi được quét keo cần phải đi qua bộ phận sấy trước khi hai lớp màng được cán dính hoặc sấy đồng thời với quá trình cán

Là phương pháp ghép bằng keo, sử dụng loại keo 100% rắn

Màng sau khi được xả cuộn được quét keo lên một mặt, sau

đó hai lớp màng được cho qua trục cán để kết dính với nhau

Ưu điểm

Có thể ghép được nhiều loại màng khác nhau

Lực bám dính giữa các lớp cao

Dễ gia công, dễ kiểm soát lượng keo phủ

Độ bền nhiệt cao

Phù hợp với công nghệ hiện có

Không cần hệ thống sấy để làmkhô dung môi

Loại bỏ vấn đề dung môi còn lưu trên màng

Loại bỏ chi phí do dùng dung môi

Khổ màng ghép lớn

Không gây ô nhiễm

Nhược điểm

Do có tiếp xúc nên dung môi

dễ hóa tan mực in

Khó loại bỏ hoàn toàn dung môi còn thừa trên sản phẩm

Chi phí cho dung môi

Khả năng gây ô nhiễm và hỏa hoạn cao

Độ nhớt cao hơn keo có dung môi

Độ bám dính ban đầu kém hơn keo có dung môi

Keo dán màng đắt, giá thành cao

Gây nguy hiểm nếu sử dụng không cẩn thận

Kết luận: Sau khi sản xuất màng CPP, mua các loại màng PET, Al, PA từ công ty

khác về và in màng PET thì ta tiến hành ghép các loại màng thành một màng đáp ứngcác yêu cầu sử dụng Sản phẩm thiết kế là màng bốn lớp dùng cho thực phẩm, đựngcác chất lỏng, yêu cầu của sản phẩm là phải chống tách lớp do đó phải dùng keo để kếtdính giữa các lớp của màng nên dùng phương pháp ghép khô có dung môi

5.3 Quy trình sản xuất màng CPP

5.3.1 Sơ đồ khối