tiểu luận bao gói thực phâm nhóm 14

tiểu luận bao gói thực phẩm về bao bì PE định nghĩacấu trúc và phân loại ứng dụng đặc điểmưu nhược điểm khi sử dụng bao bì Peảnh hưởng của bao bì PEmột số nghiên cứu tái chế PE màng bọc thực phẩm PE kết luận và kiến nghị

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & THỰC PHẨM

- -BÁO CÁO TIỂU LUẬN BAO GÓI THỰC PHẨM

Đề tài:

BAO BÌ PE

GVHD: Nguyễn Huỳnh Đình Thuấn

Lớp: DHTP13D Nhóm: 14

Thành phố Hồ chí Minh, ngày 25 tháng 06 năm 2020

Mục lục

Danh sách nhóm 14

ĐẶT VẤN ĐỀ

Túi PE, túi nilon hay túi nhựa đã trở nên thân thuộc trong cuộc sống Túi nhựa hiện nay có rất nhiều loại, có tên gọi và công dụng khác nhau Chúng ta có những loại túi nilon thường gặp trong cuộc sống hàng ngày: túi xốp, túi T-shirt, túi HD, túi PE, túi Roll cuộn,… trong đó, túi PE là một loại túi được sử dụng rất phổ biến hiện nay Nguyên liệu sản xuất chính của bao bì PE là hạt nhựa PE nguyên sinh (hạt Polyetylen) hoặc hạt nhựa PE tái sinh, ngoài ra tùy theo nhu cầu sử dụng mà trong quá trình sản xuất có thể cho thêm các chất phụ gia khác: màu công nghiệp, chất ức chế tia cực tím,… dưới dạng hạt hoặc lỏng Túi PE trong suốt, hơi có ánh mờ, có bề mặt bong loáng, mềm dẻo, chống thấm nước và hơi nước rất tốt Túi PE thường được đục lỗ thay cho quai cầm Túi mềm dẻo nhưng vẫn đảm bảo độ cứng và đứng túi khi sử dụng Túi PE ngày càng thông dụng nhờ chất lượng, giá thành hợp

lý, thời gian sản xuất nhanh, số lượng lớn, ít ảnh hưởng xấu đén sản phẩm được chứa đựng

CHƯƠNG I

BAO BÌ PLASTIC

1 Lịch sử bao bì Plastic

Plastic được một người Anh tên là Alexander Pakers chế tạo ra vào năm 1862 Vào thời gian đó nó được gọi theo tên của ông ta là chất “Parkesine” Parkesine là một chất nhựa dẻo đầu tiên được chế tạo ra Leo Hendirk Backerland đã chế tạo ra plastic và tung ra thị trường lần đầu tiên

Vào những năm 1970, một hệ thống thương mại để sản xuất bao bì Plastic đựng hàng tạp hóa đã đi vào hoạt động và tung ra thị trường sản phẩm đầu tiên, thay thế cho bao bì giấy Những bao bì Plastic đầu tiên này được giới thiệu dưới dạng bao bì thực phẩm ở Mỹ, sau đó được dùng như túi bin, túi rác các loại Bao bì Plastic trở nên rất phổ biến với người tiêu dùng và các nhà bán lẻ, vì chúng hợp vệ sinh, bao bì nhẹ, tiện lợi, [1]

Năm 1973, bao bì Plastic ngày càng thông dụng và được sản xuất ở quy mô thương mại

Năm 1977, bao bì Plastic đã được giới thiệu cho ngành công nghiệp siêu thị như là một thay thế cho bao giấy

Năm 1980, bùng nổ về một lượng lớn các bao bì Plastic có sẵn tại các siêu thị

Trong những năm 1990, những cuộc khảo sát cho thấy tác động xấu của bao bì Plastic đối với môi trường, người tiêu dùng bắt đầu không tán thành sử dụng bao bì Plastic Từ đó,

ra đời những biện pháp và bộ luật quy định sử dụng đối với các loại bao bì nói chung và bao bì Plastic nói riêng

2 Đặc điểm chung của bao bì Plastic

2.1 Định nghĩa

Plastic còn gọi là nhựa nhiệt dẻo, có tính chảy dẻo thuận nghịch ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ phá hủy, khi nhiệt độ càng cao thì càng trở nên mềm dẻo (nhiệt độ chưa đến điểm phá hủy cấu trúc), ở nhiệt độ thường vẫn giữ được đặc tính ban đầu

2.2 Nguyên liệu sản xuất

Từ nguồn hydrocacbon từ dầu hỏa, được phân tách trong quá trình lọc dầu Do nguồn nguyên liệu vô cùng phong phú, giá thành thấp nên ngành sản xuất bao bì Plastic phát triển

nhanh, đa dạng về chủng loại bao bì, tăng hiệu quả kinh tế cho các ngành, đảm bảo chất lượng sản phẩm chứa đựng, bảo quản và phân phối

2.3 Phân loại

Plastic là loại polymer chứa 5.000 ÷ 10.000 monomer, có thể có các dạng sau:

- Terpolymer: cấu tạo từ ba loại monomer

2.4 Yêu cầu cơ bản của bao bì Plastic

Bao bì Plastic phải đảm bảo các tính năng chống thấm, khí, hơi, nước và độ bền cơ lý, không mùi, không vị,

Bao bì Plastic cho các sản phẩm lương thực thực phẩm , mỹ phẩm, dược phẩm phải được chế tạo bằng vật liệu thuần khiết, không tái sử dụng Còn những bao bì để chứa sản phẩm ngành khác hay những bao bì chứa rác thải có thể dùng bao bì tái sử dụng

Bao bì có thể trong suốt, nhìn thấy sản phẩm bên trong Hay có thể mờ đục, đối với các sản phẩm có thể bị ảnh hưởng bởi ánh sáng, các tia tử ngoại,…

2.5 Ưu và nhược điểm của bao bì Plastic

Ưu điểm:

- Trong suốt, có thể nhìn thấy được

- Tỉ trọng thấp, nhẹ, vận chuyển dễ dàng

- Bao bì plastic có thể chịu áp lực, va chạm cơ học, chịu áp lực chân không tốt

- Khả năng in ấn tốt nên việc ghi nhãn hiệu và trang trí dễ dàng, che ánh sáng

- Ghép mí dễ dàng

- Có khả năng tái sinh

- Nguyên liệu sản xuất plastic vô cùng phong phú nên giá thành thấp

- Bao bì plastic thường không mùi, không vị

Nhược điểm:

- Một số bao bì plastic không có khả năng tái sử dụng hoặc tái chế

- Bao bì plastic gây ô nhiễm môi trường

3 Thực trạng sử dụng bao bì plastic

Thực trạng sử dụng túi ni lông hiện nay cũng đang rất đáng báo động Mỗi năm, nước ta

sử dụng hơn 30 tỷ túi nilon, trung bình mỗi ngày 1 gia đình dùng 4 túi Đáng chú ý, chỉ có 17% túi nhựa được tái sử dụng

Túi nhựa, sau khi được xử lý như rác, có thể gây ô nhiễm nghiêm trọng và ảnh hưởng đến sức khỏe con người Khối lượng rác thải lớn đổ ra biển, chủ yếu là rác thải nhựa Khối lượng chất thải nhựa ước tính khoảng 140 triệu tấn, tăng 10 triệu tấn mỗi năm

Mỗi năm, trên thế giới có hàng tỷ túi nilon sử dụng 1 lần được sử dụng tương đương với 2 triệu túi mỗi phút Đây là con số quá khủng khiếp về thực trạng sử dụng túi ni lông hiện nay Các quốc gia khác nhau có mức độ sử dụng khác nhau, nhưng toàn bộ thế giới phải cam kết giảm mức

sử dụng này

CHƯƠNG II BAO BÌ PE

1 Polyethylene - PE

Polyethylen được sản xuất từ sự trùng hợp khí ethylene C2H4 (C2H2 = C2H2) tạo thành mạch polymer (-CH2-CH2-)n Tùy mục đích sử dụng thì nhà sản xuất có thể pha các phụ gia vào PE như chất TiO2 để tạo độ đục, C để tạo màu đen ngăn chặn ánh sáng thấy được Bên cạnh đó, các tác nhân trượt, chất làm chậm cháy hoặc chất màu, có thể cho vào PE nhưng đối với bao bì chứa đựng thực phẩm thì không được thêm các phụ gia này

Plastic PE được sử dụng với tỷ lệ cao nhất so với tổng lượng plastic được sử dụng hằng năm (khoảng 40 ÷ 50%), trong đó số lượng ba loại LDPE, LLDPE, HDPE được sử dụng với tỷ lệ gần tương đương nhau

2 Định nghĩa và ứng dụng

Bao bì nhựa PE là sản phẩm làm từ nhựa polyethylene màu trắng, hơi trong, không dẫn điện và không dẫn nhiệt, không cho nước và khí thấm qua

Mục đích: làm túi đựng đồ cho những bà nội trợ, túi zip, túi đựng của các cửa hàng thời trang,…

3 Cấu trúc của PE và phân loại

3.1 Cấu trúc của PE

Cấu trúc của mạch polyethylene có thể không mang nhánh:

- CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 Hoặc mang nhánh với các mạch nhánh có thể dài và ngắn khác nhau

CH2-CH2-CH3

|

- CH2-CH2-CH2-CH-CH2-CH2-CH2-CH-CH2-CH2-…-CH2

|

CH2-CH2-CH2-…-CH2-CH3

Sự phát sinh nhiều mạch nhánh sẽ ngăn cản sự phát triển độ dài của mạch chính

3.2 Phân loại

PE được phân làm ba nhóm chính theo khối lượng riêng như sau:

LDPE: 0.91 ÷ 0.925 g/cm3

MDPE : 0.926 ÷ 0.94 g/cm3

HDPE: 0.941 ÷ 0.965 g/cm3

LLDPE: 0.92 g/cm3

4 Ưu điểm và nhược điểm của bao bì PE

Ưu điểm:

 Dẻo dai, nhẹ, độ bền cao

 An toàn tuyệt đối cho sức khỏe

 Mẫu mã đẹp và đa dạng

 Bề mặt mềm mại, láng bóng thuận tiện trong việc in hình logo, thương hiệu giúp truyền tải thông điệp của doanh nghiệp một cách tối ưu nhất

 Ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: nông nghiệp, công nghiệp, thủy sản, dược phẩm, hóa mỹ phẩm…

Nhược điểm:

 Bị hỏng khi tiếp xúc với tinh dầu thơm hoặc chất tẩy như Alcool, Aceton, H2O2…

 Bao bì nhựa PE có thể hấp thụ mùi thực phẩm trong bao bì, điều này làm mất cảm quan

và giá trị của thực phẩm

5 Phản ứng trùng hợp PE

Phản ứng trùng hợp PE xảy ra ở áp suất p = 1000 ÷ 3000 at và trong khoảng nhiệt độ t˚ =100 ÷ 300℃ , t˚ > 300℃ sẽ gây thoái hóa mạch polymer Áp suất và nhiệt độ trùng hợp ,

PE có thể điều chỉnh để đạt được cấu trúc mạch PE theo yêu cầu

PE thường được trùng hợp ở áp suất cao để hạn chế sự tạo thành mạch nhánh quá lớn gây nên sự sắp xếp không trật tự của các mạch và tạo nên nhiều vùng cấu trúc vô định hình

và làm giảm tính bền cơ cũng như giảm tính chống thấm của PE

Vì mỗi mạch đều chứa gốc -CH3 ở cuối mạch, nên có thể xác định mạch nhánh bằng

Sự phát sinh số lượng lớn mạch nhánh sẽ ngăn cản sự phát triển chiều dài mạch chính

Nếu mạch polymer chính hoặc mạch nhánh quá dài đều ngăn cản sự kết tinh hay đóng rắn hoàn toàn khối PE Ở giai đoạn làm nguội Do đó, các vùng sắp xếp không trật tự thường là vùng ở giữa khối PE, có cấu trúc vô định hình Các vùng có khả năng tạo cấu trúc kết tinh là những vùng có chứa mạch polymer không quá dài

6 So sánh cấu trúc đặc tính của LDPE và LLDPE

LLDPE được chế tạo dựa trên cơ sở chế tạo LDPE, nhưng được trùng hợp ở điều kiện

áp suất thấp hơn so với LDPE (689 ÷ 2068KN/m2) ở nhiệt độ khoảng 180 ÷ 250℃ Plastic

LDPE và LLDPE không có tính cứng vững, chỉ được chế tạo dạng màng làm túi chứa đựng Đặc điểm cấu trúc của LLDPE so với LDPE: các mạch chính của LLDPE thẳng hơn kích thước ngắn hơn và chứa đa số là mạch nhánh ngắn, số mạch ngắn cũng ít hơn so với LDPE, vì vậy mà tạo nên tỷ lệ vùng kết tinh cao hơn so với LDPE Do đó LLDPE đạt được một số tính năng chống thấm khí, bền cơ cao hơn LDPE

1 Đặc tính của màng bao bì LDPE và LLDPE

Màng LDPE và LLDPE trong suốt, hơi có ánh mờ, có bề mặt bóng láng, mềm dẻo LLDPE trong suốt và mềm dẻo hơn LDPE

2 LLDPE có tỷ trọng cao hơn LDPE Bề mặt trơn láng hơn và tính dẻo cao hơn

3 Tính chịu nhiệt độ của hai loại như sau:

tnc - nhiệt độ plastic bắt đầu mềm dẻo

- Nhiệt độ mềm dẻo của LDPE thấp hơn 100℃ ( tmax), trong khi đối với LLDPE thì khoảng biến động khá cao là do điều kiện trùng hợp trong quá trình chế tạo LDPE

và LLDPE chịu đựng được nhiệt độ lạnh thâm độ thấp nhất trong các loại plastic: tmin = -57℃, do đó rất phù hợp để làm bao bì thủy sản lạnh đông.

- LDPE có điểm mềm dẻo <100℃, do đó không thể làm bao bì thực phẩm có thanh

trùng, tiệt trùng bằng hơi nước hoặc sấy bằng không khí nóng khoảng 100℃ nhưng

LDPE có tính hàn dán nhiệt dễ dàng, cho nên được dùng làm lớp trong các bao bì

ghép để dễ hàn kín, nhiệt độ hàn dán khoảng 110℃ ÷ 120℃, trong khi LLDPE rất

khó hàn dán nhiệt hơn

- LLDPE có tính bám dính thấp so với PVC và EVA nên không thuận tiện khi làm

màng co, có thể cấu tạo màng đơn LLDPE để làm túi chứa đựng tạm thời cho người tiêu dùng mang xách hàng hóa

Màng LDPE làm lớp trong, để tạo sự hàn ghép mí bao bì thuận lợi, hoặc đồng trùng hợp để chế tạo màng co EVA bọc thực phẩm

4 Tính chống thấm O2, N2, CO2 đều kém nên không thể dùng LLDPE và LDPE đơn thuần làm bao bì chống sự thấm khí oxy

- Tốc độ thẩm thấu khí O2 (cm 3 /25 μm/m 2 /24h/atm 23 ℃) = 6000

- Tốc độ thẩm thấu CO2 (cm 3 /25 μm/m 2 /24h/atm 23 ℃) = 3000

- Tốc độ thẩm thấu hơi nước (g/25 μm/m 2 /24h/atm 38 ℃, RH90%) = 20, chứng tỏ

LDPE và LLDPE có tính chống thấm nước và hơi nước rất cao

5 Tính bền cơ kém, cả hai loại màng LDPE và LLDPE có thể bị rạn bởi lực kéo, bị dãn dài dưới tác dụng của trọng lực gây nên giảm tính chống khí, hơi, dẫn nên sự hư

hỏng bao bì Trong quá trình chế tạo, nếu nhiệt độ trùng hợp > 300 ℃ ( trong điều

kiện 1000 ÷ 3000 atm) sẽ gây thoái hóa mạch polymer càng làm giảm thấp tính bền

cơ của LDPE cũng như LLDPE

6 LDPE không thể chống thấm dầu mỡ, có thể bị dầu mỡ thẩm thấu qua màng So sánh với tất cả các loại plastic thì chỉ có LDPE và LLDPE có khuyết điểm này

7 Tính bền hóa học cao dưới tác dụng của acid, kiềm, dung dịch muối vô cơ

hydrocarbon và hydrocarbon thơm, dầu hỏa, tinh dầu thực vật và các chất tẩy như

H2O2, HCLO Các chất này có thể thẩm thấu qua bao bì LDPE và LLDPE, làm gãy đứt mạch polymer, gây hư bao bì

9 Khả năng in ấn trên bề mặt PE không cao, dễ bị nhòe nét in

10 Các loại màng PE được chiếu xạ sẽ có những biến đổi như:

- Vàng hơn, độ trong suốt cao hơn

- Trở nên cứng và dòn hơn

- Chịu nhiệt tốt hơn, có thể không bị chảy mềm ở 105℃ trong một thời gian khá

dài hoặc chịu được nhiệt độ 230℃ trong thời gian ngắn.

- Các loại LDPE và LLDPE được sản xuất có độ dài tấm: 25 ÷ 100 μm; màng phủ bên trong để hàn dán thì có độ dày 10 ÷ 20 μm

- LLDPE được nâng cao tính bền hóa, tính bền nhiệt và tính bền cơ ( kéo, xé, đâm thủng) so với LDPE ở cùng độ dày Do đó, LLDPE được sử dụng phổ biến hơn LDPE the nhiều mục đích do tính bền cơ và tính chống thấm cao hơn

- PE có thể cho khí, hương thẩm thấu xuyên qua, do đó PE cũng có thể hấp thu giữ mùi trong bản thân bao bì, và chính mùi này có thể được hấp thu bởi thực phẩm được chứa đựng, gây mất giá trị cảm quan thực phẩm

Công dụng của LDPE và LLDPE

- LDPE thường dùng làm lớp lót trong cùng của túi ghép nhiều lớp để hàn dán dễ dàng do nhiệt độ hàn thấp, mối hàn bao bì không bị rách, hư hỏng Nguyên tắc cấu tạo của màng ghép nhiều vật liệu: lớp plastic bên ngoài có nhiệt độ hàn cao hơn nhiệt

độ hàn của lớp màng LDPE, khi tiếp xúc trực tiếp với bộ phận hàn mối hàn sẽ không

bị nứt hoặc rách

- Có thể được dùng làm lớp phủ bên ngoài của các loại giấy, bià cứng, giấy bìa carton gợn sóng để chống thấm nước, hơi nước

- Làm lớp trong cùng của bao bì ghép với BON chứa đựng thủy sản lạnh đông hút chân không

- Làm bao bì chứa sản phẩm đông lạnh

- Làm túi đựng thực phẩm tạm thời, trong bán lẻ, chỉ chứa đựng để chuyển đi chứ không có tính bảo quản

- Dùng để bao gói rau, thực phẩm tươi sống bảo quản theo phương pháp ức chế

hô hấp Bao bì LLDPE và LDPE có độ thấm khí qua màng đáp ứng yêu cầu hô hấp chậm của rau quả được bảo quản ở nhiệt độ mát Đồng thời có thể đục lỗ trên hai bề mặt túi để tăng cao sự thoát hơi nước sinh ra trong quá trình hô hấp, tránh đọng nước gây thối quả Phương pháp này có thể hạn chế tổn thất sau thu hoạch

- LLDPE được dùng để chế tạo các lưới chêm đệm bọc bên ngoài trái cây để tránh

va chạm, gây dập, vỡ Lưới đệm được chế tạo theo nguyên tắc: một loại kí trơ được nén vào khối vật liệu LLDPE trong quá trình đùn tạo sợi, khí trương nở thể tích dưới

áp lực nén tạo độ xốp bên trong các sợi lưới Do đó có thể gọi cho vật liệu chế tạo lưới là EPE (expanded polyethylene

7.HDPE

HDPE được trùng hợp từ ethylene CH2=CH2 ở áp suất cao 2750 ÷ 3450 kN/m2 ở nhiệt độ

>170oC

Cấu trúc:

HDPE có tỷ lệ vùng kết tinh ≥75%, được cấu tạo bởi các mạch polyethylene chính được sắp xếp song song, có mạch nhánh rất ngắn và số lượng mạch nhánh mạch nhánh thấp hơn

so với LLDPE và LDPE

Tính chất:

HDPE có tính cứng vững cao, có độ trong nhưng mờ đục hơn LDPE, độ bóng bề mặt không cao

- Khả năng bền nhiệt cao hơn LDPE, nhiệt độ hóa mềm dẻo là tnc = 121oC, nên có thể làm bao bì thực phẩm áp dụng chế đọ thanh trùng Pasteur; hoặc làm bao bì thực phẩm đông lạnh như thủy sản vì: tmin= −46oC, thàn≈ 140oC

chạm, bền xé đều cao hơn LDPE và LLDPE, nhưng vẫn bị kéo giãn, gây phá vỡ cấu trúc polymer dưới tác dụng của lực hoặc tải trọng cao

- Tính chống thấm nước, hơi nước tốt

Công dụng:

HDPE có độ cứng vững cao, tính chống thấm khí, hơi khá tốt, tính bền cơ học cao nên có thể được chế tạo thành:

- Bao bì dạng chai, lọ, hộp đựng thực phẩm với độ dày thành hộp rất cao để tạo thành bao

bì kín sau khi đóng nắp, sản xuất các thùng có thể tích lớn hơn 5 ÷ 20 lít với độ dày khác nhau để đảm bảo độ cứng vững của bao bì theo khối lượng chứa đựng

phẩm đi

- Nắp của một số chai lọ thủy tinh hoặc plastic

có thể chế tạo chai lọ chống oxy hóa cho sản phẩm, thực phẩm hoặc dược phẩm khi có

độ dày ≥ 0,5 mm

truyền thông, đồ chứa gia dụng hoặc trong sản xuất công nghiệp, nông sản, đồ chơi trẻ em