Nghiên cứu chế tạo màng bao gói khí quyển biến đổi (MAP) ứng dụng để bảo quản quả

b Nghiên cứu chế tạo vật liệu bảo quản quả dạng nhũ tương polyvinyl axetat c Nghiên cứu công nghệ chế tạo màng bao gói khí quyển biến đổi MAP trên cơ sở polyethylen PE với các phụ gia vô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN KHOA HỌC

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN HOÁ HỌC

PHẠM THỊ THU HÀ

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT CỦA MÀNG POLYME ỨNG DỤNG ĐỂ BẢO QUẢN QUẢ

Chuyên ngành: Hoá Hữu cơ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HOÁ HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1 GS.TS Nguyễn Văn Khôi

2 PGS.TS Thái Hoàng

Ket t - - noi i com kho tai ti lieu li mien i phi i

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN HOÁ HỌC

PHẠM THỊ THU HÀ

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT CỦA MÀNG POLYME ỨNG DỤNG ĐỂ

BẢO QUẢN QUẢ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HOÁ HỌC

Ket t - - noi i com kho tai ti lieu li mien i phi i

MỞ ĐẦU

Hoa quả sau khi thu hoạch vẫn là những tế tào sống và vẫn tiếp tục các hoạtđộng hô hấp và trao đổi chất thông qua một số quá trình biến đổi Chính những biếnđổi này làm cho quả nhanh chín, nhanh già, nhũn dẫn tới hỏng nếu không áp dụngbiện pháp đặc biệt để làm chậm quá trình này

Trước nhu cầu bức thiết về công nghệ bảo quản sau thu hoạch, từ lâu đã cónhiều công trình nghiên cứu trong nước nhằm tìm ra cách thức bảo quản rau quả cóhiệu quả phù hợp với điều kiện Việt Nam Một số qui trình bảo quản sơ bộ đã đượccông bố như phương pháp rửa kết hợp thanh trùng nhẹ cho một số loại rau quả Ngoài

ra còn có một số phương pháp khác như xử lý nhiệt, hoá chất, bảo quản trong một sốloại bao bì Các phương pháp này có thể kéo dài thời hạn bảo quản của hoa quảnhưng không nhiều, mặt khác lại không giữ được giá trị cảm quan bên ngoài cho hoaquả nên việc áp dụng trong thực tế chưa được rộng rãi

Hiện nay, có 2 công nghệ bảo quản hoa quả đang được nghiên cứu và sử dụngkhá phổ biến là bảo quản bằng lớp phủ ăn được và bảo quản bằng màng bao gói khíquyển biến đổi (MAP)

Lớp phủ ăn được áp dụng trực tiếp trên bề mặt quả bằng cách nhúng, phun hayquét để tạo ra một khí quyển biến đổi Lớp màng bán thấm tạo thành trên bề mặt hoaquả sẽ giảm bớt quá trình hô hấp và kiểm soát sự mất độ ẩm, nhờ đó duy trì chấtlượng và kéo dài thời hạn sử dụng của quả tươi Các loại rau quả được chọn để bảoquản cũng rất đa dạng như cà chua, cam, bưởi, vải, nhãn, dứa, hồng, xoài Hầu hếtcác nghiên cứu đều cho kết quả khả quan

Công nghệ thứ hai là bảo quản bằng màng bao gói khí quyển biến đổi Đây làphương pháp bảo quản mà quả được đựng trong túi màng mỏng có tính thẩm thấuchọn lọc hoặc đựng trong sọt có lót màng bao gói Thậm chí quả còn được đựngtrong container lớn được lót bằng vật liệu tổng hợp có tính thẩm thấu chọn lọc đối vớicác loại khí

Ở Việt Nam, việc nghiên cứu bảo quản quả bằng màng polyme gần đây bắt đầuđược quan tâm nghiên cứu Tuy nhiên, những công trình đã công bố cho thấy

các nghiên cứu đều tập trung vào việc sử dụng màng MAP và dung dịch tạo lớp phủ

ăn được nhập ngoại để bảo quản quả mà chưa có công trình nào đề cập chế tạo cácvật liệu này Với mong muốn góp phần giải quyết những nhu cầu cấp thiết mà thực tế

đặt ra, đề tài “Nghiên cứu chế tạo và tính chất của màng polyme ứng dụng để

bảo quản quả” nhằm nghiên cứu và chế tạo vật liệu có thể đáp ứng nhu cầu bảo quản

rau quả sau thu hoạch, góp phần tăng hiệu quả kinh tế

Với mục tiêu đó, những nhiệm vụ mà luận án phải thực hiện là:

a) Nghiên cứu chế tạo vật liệu dạng dung dịch từ shellacTạo màng và xác định tính chất của màng shellac v ới chất hóa dẻo (hình thái học, tính chất cơ lý, tính chất nhiệt của màng)

b) Nghiên cứu chế tạo vật liệu bảo quản quả dạng nhũ tương polyvinyl axetat

c) Nghiên cứu công nghệ chế tạo màng bao gói khí quyển biến đổi (MAP) trên

cơ sở polyethylen (PE) với các phụ gia vô cơ

Nghiên cứu quá trình trộn và cắt hạt nhựa, phân t ích khả năng trộn và phân tán phụ gia đồng thời sử dụng một số phương pháp phân tích đánh giá

Nghiên cứu quá trình thổi màng và đánh giá các tí nh chất của màng MAP (chiều dày màng, hình thái học bề mặt, tính chất cơ lý, độ bền mối hàn)

d) Nghiên cứu và thử nghiệm vật liệu bảo quản cho 2 loại quả (vải và mận),đánh giá các tính chất của quả trong quá trình bảo quản: hao hụt khối lượng, tỷ lệ hư hỏng, hàmlượng đường, độ cứng

Ket t - - noi i com kho tai ti lieu li mien i phi i

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Các phương pháp bảo quản rau, quả tươi sau thu hoạch

Hầu hết quá trình suy giảm khối lượng và chất lượng của hoa quả tươi đều diễn

ra trong giai đoạn từ khi thu hoạch đến khi tiêu thụ Ước tính tỷ lệ tổn thất hoa quảsau thu hoạch do hư hỏng có thể lên tới 2080% [1] Nguyên nhân là do hoa quả saukhi thu hoạch vẫn là những tế bào sống và vẫn tiếp tục các hoạt động hô hấp và traođổi chất thông qua một số quá trình biến đổi Chính những biến đổi này làm cho hoaquả nhanh chín, nhanh già, nhũn… dẫn tới hỏng nếu không áp dụng biện pháp đặcbiệt để làm chậm các quá trình này [2] Rau quả sau thu hoạch thường trải qua một sốbiến đổi như: biến đổi sinh hoá, biến đổi vật lý và biến đổi hoá học Hiểu rõ đặc tính

hô hấp của quả tươi cũng như cơ chế của những biến đổi trên có thể kéo dài thời hạnbảo quản của chúng

1.1.1 Trao đổi chất sau thu hoạch và bảo quản các sản phẩm tươi

1.1.1.1 Quá trình chín và thời hạn sử dụng

Quá trình chín là một quá trình thoái hóa được điều chỉnh nội sinh dẫn đến hỏng

và thối rữa không thể dừng lại nhưng chỉ có thể làm chậm lại Trong khi hư hỏng vàthối rữa góp phần quan trọng làm tổn thất sau thu hoạch, thì quá trình chín gây ra tổnthất thậm chí còn cao hơn Trong quá trình chín, sản phẩm dễ bị tổn thương do nấmtấn công Tất cả các hoocmôn tố thực vật chính bao gồm auxin, giberela, cytokinin,abscisic axit và đặc biệt là etylen, đều gây ảnh hưởng tới một trong các quá trình chín

và lão hóa [3] Tuy nhiên, lão hóa đi kèm với quá trình chín của quả Khái niệm vàphân biệt giữa 2 hiện tượng này là khá khó khăn và đôi khi còn gây nhầm lẫn Quátrình lão hóa là một quá trình tự nhiên và thoái hóa liên quan đến sự già hóa Đặctrưng của quá trình lão hóa đối với sản phẩm tươi sau thu hoạch có thể được mô tảbởi những thay đổi như làm giảm clorophyl, thoái hóa màng tế bào, giảm hàm lượngRNA và protein, làm biến đổi cấu trúc (có thể dẫn đến làm mềm và gây ra các ảnhhưởng tiêu cực)… [4]

1.1.1.2 Hô hấp

Hô hấp là quá trình trao đổi chất quan trọng nhất diễn ra trong bất kỳ tế bàosống nào Hô hấp được mô tả là sự phân hủy oxy hóa của các chất nền phức tạp cótrong tế bào, chẳng hạn như cacbohydrat, protein và chất béo thành những phân tửđơn giản hơn (CO2 và H2O) với việc sản sinh năng lượng và các phân tử khác được

sử dụng bởi tế bào cho các phản ứng tổng hợp Mục đích chính của hô hấp là để cungcấp năng lượng và các chất giúp tế bào thực hiện các phản ứng trao đổi chất cần thiếtcho việc duy trì tổ chức tế bào [5]

Hô hấp có thể xảy ra trong điều kiện hiếu khí hoặc kỵ khí, tùy thuộc vào sự sẵn

có của oxy Đối với rau, quả sau thu hoạch, phần lớn năng lượng được cung cấp bởi

hô hấp hiếu khí, chủ yếu liên quan đến ba con đường trao đổi chất: chuyển hóaglucozit, chu kỳ tricacboxylic axit (TCA) và vận chuyển electron Tuy nhiên, trongđiều kiện mức độ nồng độ oxy thấp (thường nhỏ hơn 12% đối với thực vật), hô hấp

kỵ khí (lên men) được bắt đầu, trong đó pyruvat chủ yếu bị chuyển hóa thành etanol

và axetalđehyt [6]

Hô hấp cũng là một chỉ số tuyệt vời của vấn đề trao đổi chất; nó cũng có thểđược dùng như một tiêu chuẩn hữu ích cho việc bảo quản sản phẩm tươi Mặc dù mốiliên hệ chính xác giữa hô hấp và thời hạn sử dụng đã không được cụ thể ở phạm vinhất định, tỷ lệ hư hỏng của sản phẩm liên quan đến tốc độ hô hấp của chúng Sảnphẩm có tốc độ hô hấp thấp (táo, hành tây, khoai tây, cà rốt ) có thể bảo quản dàihơn trong khi sản phẩm hô hấp nhanh, như dâu tây và nấm có thời hạn bảo quảnngắn Như vậy, sản phẩm trồng trọt có thể được phân loại vào nhóm khác nhau vềkhả năng bảo quản tốc độ hô hấp của chúng [7]

Do tốc độ hô hấp là một chỉ số quan trọng của quá trình trao đổi chất của sảnphẩm sau thu hoạch, các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ này sẽ được xem xét chínhtrong quá trình bảo quản rau quả tươi sau thu hoạch Nhiều công nghệ bảo quản sảnphẩm tươi liên quan đến hô hấp nhờ điều khiển điều kiện môi trường (ví dụ như nhiệt

độ thấp và khí quyển biến đổi O2 thấp và CO2 cao) [8, 9]

Ket t - - noi i com kho tai ti lieu li mien i phi i

1.1.1.3 Hao hụt do thoát hơi nước

Mất nước có thể gây ra những thay đổi không mong muốn về ngoại quan nhưhéo và quắt, làm mềm tế bào, hụt trọng lượng và làm thay đổi hương vị Nó cũng gâymất nước, làm tăng tốc quá trình lão hóa Hầu hết rau quả không còn khả năngthương mại hóa khi chúng bị mất đi 510% trọng lượn g tươi Nước mất chủ yếu là do

sự thoát hơi của sản phẩm tươi [10] Động lực của quá trình vận chuyển ẩm làgradient áp suất hơi từ bề mặt sản phẩm đến môi trường bảo quản Trừ khi áp suất hơinước trong khí quyển bảo quản cân bằng áp suất trên bề mặt sản phẩm, còn lại thìhàm lượng ẩm sẽ liên tục bay hơi khỏi vỏ sản phẩm Như vậy, các đặc điểm của sảnphẩm như cấu trúc bề mặt của lớp biểu bì và diện tích bề mặt riêng của quả tiếp xúcvới không khí ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ bay hơi Áp suất hơi nước trên bề mặtsản phẩm thường gần bằng áp suất hơi nước bão hòa tại nhiệt độ nhất định, trong khitrong không khí bảo quản áp suất hơi nước sẽ thấp hơn so với hơi bão hòa Vì nhiềuyếu tố có liên quan đến thoát hơi, một thuật ngữ tổng quát được gọi là "hệ số thoáthơi" được sử dụng trong thực tế để định lượng quá trình thoát hơi nước [11]

Trao đổi chất, tốc độ thoát hơi cũng có liên quan với quá trình trao đổi chất hôhấp Tốc độ sản sinh ra nước liên quan trực tiếp đến tỷ lệ hấp thụ O2 và sinh nhiệt.Người ta ước tính rằng chỉ có 42% lượng nhiệt có thể được sử dụng cho các phản ứngtổng hợp, phần nhiệt còn lại này được sử dụng cho bay hơi Bất kỳ phương pháp nàolàm giảm tốc độ hô hấp đều có thể góp phần giảm thoát hơi Tuy nhiên, rất ít biết vềthoát hơi trong điều kiện khí quyển biến đổi Mặc dù không thể ngăn ngừa sự thoáthơi, nhưng một số biện pháp có thể làm giảm hao hụt thoát hơi, chẳng hạn như việcbảo quản ở độ ẩm cao, bao phim từng sản phẩm, và nhiệt độ thấp, có thể làm tăng độ

ẩm tương đối trong luồng bảo quản sản phẩm [1214]

1.1.1.4 Các yếu tố gây suy giảm chất lượng

Rối loạn sinh lý: Sản phẩm tươi thường bị các rối loạn sinh lý khác nhau có

nguồn gốc từ việc tiếp xúc với nhiệt độ không mong muốn, C2H4, O2 thấp (<1%),CO2 cao (> 12%) và sự mất cân bằng dinh dưỡng Trong số các điều kiện môi trườngbất lợi gây ra rối loạn sinh lý, bảo quản ở nhiệt độ quá thấp thường hay gặp

nhất Các loại quả có nguồn gốc nhiệt đới và cận nhiệt đới, ở nhiệt độ dưới điểm tới hạn (1012 0C), thường có sự phá vỡ hủy sinh lý, được gọi là tổn thương do đóng đá[15] Các triệu chứng của tổn thương do đóng đá chung quan sát được là rỗ, thịt quả bịthâm, chín bất thường và tăng khả năng hư hỏng Những tổn thương này được thể hiện khi sảnphẩm được chuyển từ nhiệt độ đóng đá đến nhiệt độ thường Một hậu quả khác của tổn thương

do đóng đá là việc tạo ra mùi không mong muốn Các phương pháp thông thường để ngăn ngừatổn thương do đóng đá liên quan chủ yếu đến việc giới hạn nhiệt độ bảo quản và xử lý trên mộtngưỡng nhất định [16]

Các phản ứng sinh hóa: ngoài quá trình trao đổi chất sơ cấp, các phản ứng sinh

hóa thứ cấp xảy ra trong tế bào thực vật có thể góp phần tổng hợp một số hợp chấtmong muốn cũng như suy giảm về chất lượng Chúng bao gồm sự suy giảm chất diệplục (mất màu xanh lá cây), tạo sắc tố do tổng hợp carotenoit và phenylpropanoit,giảm độ axit (decacboxyl hóa), tăng vị ngọt (thủy phân tinh bột), tạo hương thơm(tổng hợp rượu và este tổng hợp thông qua sự phá vỡ enzym oxy hóa của chất béokhông no), làm mềm tế bào (hoạt tính các enzym pectinaza và xenluloza), gây thâm

do enzym (phenolaza) và quá trình oxy hóa chất béo và thủy phân chất béo (lipaza,lipidoxygenaza và peroxidaza) [17]

Nhiễm khuẩn và bệnh: Nấm và vi khuẩn có tầm quan trọng nhất định trong các

bệnh sau thu hoạch của sản phẩm tươi Nhiễm nấm là một yếu tố hạn chế chủ yếutrong việc kéo dài thời gian bảo quản các loại rau quả tươi Nói chung, hầu hết cácsản phẩm thu hoạch đều có khả năng kháng nấm trong giai đoạn đầu sau thu hoạch.Tuy nhiên, khi bắt đầu chín và lão hóa, chúng trở nên dễ bị nhiễm Tổn thất sau thuhoạch chủ yếu của rau quả tươi bị gây ra bởi các loài nấm Botrytis, Alternaria,Rhizopus và Pseudomonas spp Nói chung, mầm gây bệnh sau thu hoạch là các kýsinh trùng yếu chỉ xâm nhập vào các tế bào bị hư hỏng [1821]

Tổn thất sau thu hoạch do lây nhiễm có thể hạn chế bằng cách giảm thiểu cáctổn thương cơ học, nhờ duy trì các sản phẩm trong giai đoạn đầu của quả chín hoặcquá trình lão hóa, bảo quản chúng trong điều kiện tối ưu và xử lý sản phẩm với cáctác nhân kháng khuẩn

Ket t - - noi i com kho tai ti lieu li mien i phi i

Tổn thương cơ học Tổn thương cơ học đối với sản phẩm tươi có thể hạn chế

khả năng thương mại hóa Thậm chí va đập nhẹ cũng có thể gây ra và thúc đẩy sự suygiảm chất lượng do gia tăng hô hấp và tạo etylen, làm thúc đẩy các phản ứng sinh hóakhông mong muốn và làm cho các sản phẩm dễ bị nhiễm khuẩn Hao hụt do xử lý rauquả tươi có thể xảy ra trong quá trình thu hoạch, vận chuyển, đóng gói và bảo quảnsau thu hoạch Các vết thâm có thể xảy ra do việc cắt, lèn lắc và va đập Để kiểm soátthiệt hại do xử lý sau thu hoạch, quy trình xử lý cũng như bao gói phù hợp để bảo vệchống va đập và rung lắc là rất cần thiết [22]

1.1.2 Các phương pháp bảo quản rau quả

1.1.2.1 Nhiệt độ thấp, độ ẩm tương đối (RH) cao

Phương pháp phổ biến nhất để duy trì chất lượng và kiểm soát sự hư hỏng củahoa quả là làm lạnh nhanh với độ ẩm tương đối (RH) cao Tuy nhiên, phương phápnày lại gây nên sự hư hỏng lạnh ở hoa quả và việc kiểm soát nhiệt độ một cách hiệuquả là rất khó nên một số phương pháp bảo quản khác vẫn đang được nghiên cứu[23]

1.1.2.2 Bảo quản bằng hóa chất

Sử dụng một số loại hoá chất ở những liều lượng khác nhau để kéo dài thời gianbảo quản của hoa quả chủ yếu dựa vào khả năng tiêu diệt vi sinh vật của những hoáchất này Hoá chất được sử dụng để bảo quản hoa quả tươi cần đáp ứng một số yêucầu như: diệt được vi sinh vật ở liều lượng thấp dưới mức nguy hiểm cho người,không tác dụng với các thành phần trong quả để dẫn tới biến đổi màu sắc, mùi vị làmgiảm chất lượng hoa quả, không tác dụng với vật liệu làm bao bì hoặc dụng cụ, thiết

bị công nghệ, dễ tách khỏi sản phẩm khi cần sử dụng Tuy nhiên, ít có loại hoá chấtnào có thể thoả mãn tất cả các yêu cầu trên, cho nên khi sử dụng phải chọn lựa chophù hợp nhằm đảm bảo đồng thời chất lượng bảo quản và an toàn thực phẩm Phươngpháp bảo quản bằng hoá chất cũng bộc lộ một số nhược điểm như: hoá chất có thểlàm biến đổi phần nào chất lượng của hoa quả, tạo mùi vị không tốt, gây hại cho sứckhoẻ con người, có thể gây ngộ độc tức khắc hoặc lâu dài Vì vậy cần thận trọng khi

sử dụng hoá chất để bảo quản hoa quả [24]

1.1.2.3 Bảo quản bằng tia bức xạ

Nguyên lý của phương pháp này: khi chiếu bức xạ vào sản phẩm thì một mặt

vi sinh vật sẽ bị tiêu diệt, mặt khác với rau quả tươi quá trình sinh lý, sinh hóa có thể bị

ức chế, nhờ vậy kéo dài thời hạn bảo quản

Các loại tia bức xạ được sử dụng trong bảo quản thực phẩm gồm: tia âm cực vàtia β, tia Rơngen (X) và tia γ Do yêu cầu cần phải ưu việt, tiện lợi về mọi mạt như:

có độ xuyên thấu cao, có nguồn thu nhận dễ dàng, ổn định, rẻ nên hiện nay tia γđang được sử dụng nhiều nhất [25]

1.1.2.4 Bảo quản trong môi trường khí quyển điều khiển CA (ControlledAtmosphere)

Là phương pháp bảo quản hoa quả tươi trong môi trường khí quyển mà thànhphần các khí như O2, CO2 được điều chỉnh hoặc được kiểm soát khác với điều kiệnbình thường Khí CO2 và O2 có tác dụng trực tiếp lên quá trình sinh lý, sinh hoá củahoa quả, từ đó ảnh hưởng tới thời hạn bảo quản của chúng Bảo quản trong điều kiện

hạ thấp nồng độ O2, tăng hàm lượng CO2 có thể làm giảm quá trình hô hấp, chậm sựgià hoá, nhờ đó kéo dài thời hạn bảo quản Phương pháp này có ưu điểm là cho hiệuquả tốt, thời hạn bảo quản dài, chất lượng hoa quả hầu như không đổi trong quá trìnhbảo quản Tuy nhiên, một nhược điểm của phương pháp này là khá phức tạp, phảichú ý đặc biệt trong đầu tư xây dựng cũng như vận hành kho bảo quản [26]

Ưu điểm: Phương pháp này cho hiệu quả tốt, thời h ạn bảo quản dài, chất lượngrau quả hầu như không đổi trong thời gian bảo quản

Nhược điểm: Phức tạp, đòi hỏi sự chú ý đặc biệt t rong đầu tư xây dựng cũngnhư trong vận hành kho bảo quản Tính ổn định của chế độ bảo quản không cao

1.1.2.5 Bảo quản trong môi trường khí quyển biến đổi MA (ModifiedAtmosphere)

Là phương pháp bảo quản mà hoa quả được đựng trong túi màng mỏng có tínhthẩm thấu chọn lọc hoặc đựng trong sọt có lót màng bao gói Thậm chí hoa quả cònđược đựng trong container lớn được lót bằng vật liệu tổng hợp có tính thẩm thấu chọnlọc đối với các loại khí [27,28] Màng bao gói thường được chế tạo từ các

Ket t - - noi i com kho tai ti lieu li mien i phi i

loại nhựa nhiệt dẻo như polypropylen (PP), polyetylen tỷ trọng thấp (LDPE),polyetylen mạch thẳng tỷ trọng trung bỡnh (LMDPE), polyetylen tỷ trọng cao(HDPE), polyvinyl clorua (PVC) Trong số này, màng được ưa dựng nhất là LDPE dotớnh chất chắn khớ rất tốt của nú [29]

1.2 Bảo quản bằng lớp phủ ăn được

Lớp phủ ăn được là một lớp vật liệu mỏng được ỏp dụng trờn bề mặt sản phẩmhoặc để thay thế lớp sỏp bảo vệ tự nhiờn và cung cấp một lớp chắn ẩm, oxy và sự dichuyển chất tan cho thực phẩm Cỏc lớp phủ này được ỏp dụng trực tiếp trờn bề mặthoa quả bằng cỏch nhỳng, phun hay quột để tạo ra một khớ quyển biến đổi (MA) Lớpmàng bỏn thấm tạo thành trờn bề mặt hoa quả sẽ giảm bớt quỏ trỡnh hụ hấp và kiểmsoỏt sự mất độ ẩm cũng như cung cấp cỏc chức năng khỏc Lớp phủ ăn được từ lõu đóđược sử dụng để duy trỡ chất lượng và kộo dài thời hạn sử dụng của một số loại quảtươi như cỏc loại quả cú mỳi (cam, chanh, quớt), tỏo, dưa chuột… [2, 30, 31]

1.2.1 Lớp phủ trờn cơ sở polysaccarit

Một số polysaccarit đó được sử dụng trong cụng thức lớp phủ là tinh bột vàpectin, xenluloza, chitosan và alginat Cỏc lớp phủ này cú thể làm chậm quỏ trỡnhchớn, kộo dài thời hạn sử dụng của quả được bao màng mà khụng tạo ra cỏc điều kiện

kị khớ khắc nghiệt [32] Trong số cỏc polysaccarit thỡ dẫn xuất của xenluloza cú tớnhchất tạo màng tuyệt vời cũng như sẵn cú trờn thị trường Cỏc dẫn xuất nhưcacboxymetyl xenluloza (CMC), metyl xenluloza (MC), hydroxypropyl xenluloza(HPC) và hydroxypropyl metylxenluloza (HPMC) cú thể dễ dàng hũa tan trong nướchay dung dịch etanol nước, tạo màng tan tron g nước và chịu được chất bộo và dầu.Đõy cũng chớnh là ưu điểm khiến cho cỏc dẫn xuất xenluloza được sử dụng dễ dànghơn so với chitosan [33]

Lớp phủ đi từ polysaccarit và lớp phủ trên cơ sở sáp carnauba được sử dụng trênxoài Lớp phủ đi từ polysaccarit có khả năng thấm khí hô hấp và thấm hơi nước thấphơn sáp carnauba Cả hai lớp phủ đều tạo ra khí quyển biến đổi, giảm sự thối rữa vàcải thiện vẻ ngoài, nhưng chỉ lớp phủ polysaccarit làm chậm quá trình chín và

tăng nồng độ hương dễ bay hơi còn lớp phủ sáp carnauba làm giảm rõ rệt sự mấtnước [34].

Các lớp phủ trên cơ sở polysaccarit tan đã được sử dụng cho rau quả bao gồm: LMP(metoxylpectin thấp) để phủ lạc và chà là khô, hydroxylpropyl tinh bột để phủ mận,amyloza tinh bột với chất dẻo hóa thích hợp để phủ chà là và nho, este amyloza củaaxit béo và một lớp protein đậu nành hoặc ngô để phủ cà rốt hoặc táo [34]

1.2.2 Lớp phủ trờn cơ sở protein

Cỏc lớp phủ ăn được từ protein động vật (như protein sữa) và protein thực vật(như zein, protein đậu nành, gluten lỳa mỡ) cú tớnh chất chắn oxy, cacbonic và lipittuyệt vời, đặc biệt là ở độ ẩm tương đối (RH) thấp Lớp phủ từ protein giũn và cú khảnăng bị nứt do mật độ năng lượng cố kết của polyme này khỏ bền Bổ sung cỏc chấthúa dẻo tương hợp cú thể cải thiện khả năng co gión và tớnh mềm cao của lớp phủ.Cũng giống như lớp phủ polysaccarit, lớp phủ từ protein cú đặc tớnh chắn nước tươngđối kộm, do bản chất ưa nước vốn cú của cỏc protein và cỏc chất húa dẻo ưa nướcđược bổ sung vào lớp phủ để tạo độ mềm dẻo cần thiết [3538]

Lớp phủ ăn được trên cơ sở hỗn hợp protein váng sữa và chiếu xạ làm giảm sựxuất hiện của nấm mốc trên dâu tây Đó là do sự hình thành các liên kết ngangtrong quá trình chuẩn bị dung dịch phủ, sự kết hợp của disunfua thành bityrosingiúp cải thiện tính chất chắn của lớp phủ protein Bổ sung CaCl2 vào công thứctrên tiếp tục cải thiện hiệu quả của lớp phủ protein hỗn hợp Các lớp phủ ăn đựơcchứa cazeinat: váng sữa tỉ lệ 1:1 và CaCl2 hứa hẹn có nhiều ứng dụng trong thựcphẩm Lớp phủ từ protein váng sữa (WPI) còn được sử dụng để bảo quản các rau quảtươi và đặc biệt là các loại táo do tạo thành một lớp chắn khí tuyệt vời [31]

1.2.3 Lớp phủ trờn cơ sở lipit

Lipit ăn được bao gồm cỏc lipit trung tớnh của glyxerit là este của glyxerin, axitbộo, sỏp và nhựa là cỏc vật liệu phủ truyền thống đối với hoa quả tươi, hiệu quả trongviệc tạo ra rào chắn ẩm và cải thiện ngoại quan Cỏc loại sỏp (sỏp carnauba, sỏp ong,sỏp parafin, sỏp candelilla và cỏc loại khỏc) đó được ỏp dụng làm lớp phủ bảo vệ choquả tươi với mục đớch ngăn chặn sự vận chuyển ẩm, giảm cọ xỏt bề mặt trong quỏtrỡnh bảo quản và kiểm soỏt sự hỡnh thành vết rỏm mềm (thõm vỏ) ở cỏc

Ket t - - noi i com kho tai ti lieu li mien i phi i

loại quả như tỏo nhờ cải thiện tớnh nguyờn vẹn cơ học và kiểm soỏt thành phần khớbờn trong của quả Lớp phủ sỏp đó được ỏp dụng rộng rói cho cỏc loại quả cú mỳi,tỏo, cà chua xanh đang chớn, dưa chuột, củ cải và nhiều loại rau khỏc khi cần bề mặtbúng lỏng Lớp phủ từ sỏp vẫn tiếp tục được sử dụng cho cỏc loại quả như chanh, dưahấu, tỏo, lờ [3944]

Nhựa và nhựa thụng được đưa vào màng ăn được là nhựa gỗ thụng và coumaroninden, cả hai đều được sử dụng để bao màng cho quả cú mỳi Nhựa cú thể được biếntớnh bằng cỏch hydro hoỏ, polyme hoỏ, isome hoỏ và decacboxyl húa, tất cả đều đểlàm tăng tớnh chất nhiệt dẻo và tạo màng chịu được những thay đổi màu sắc và oxihoỏ Coumaron inden là sản phẩm phụ của than hoặc dầu mỏ Nú chịu được điều kiệnkiềm, axit loóng và ẩm do cấu trỳc mạch bộo [45]

Cỏc triglyxerit hay lipit trung tớnh cú thể tạo một lớp màng bao ổn định, liờn tụctrờn bề mặt quả dựa trờn độ phõn cực tương đối cao của chỳng so với cỏc loại sỏp.Hầu hết cỏc axit bộo thu được từ dầu thực vật đều được xem là an toàn thực phẩm và

cú thể thay thế cỏc loại dầu khoỏng trờn cơ sở dầu mỏ để chế tạo lớp phủ ăn được.Tuy nhiờn, cỏc lớp phủ này cú thể bị mất chất lượng do tớnh khụng bền của hươngthơm trong khi dầu thực vật hydro húa một phần chịu đuợc mựi ụi đụi khi lại cho kếtquả tốt hơn [46]

1.2.4 Lớp phủ trờn cơ sở shellac từ cỏnh kiến đỏ

Shellac là thành phần chớnh từ cỏnh kiến đỏ, một loại nhựa tự nhiờn duy nhất cúnguồn gốc động vật Nhựa cánh kiến đỏ có những tính chất đặc biệt quý giá do

có nhiều chỉ tiêu tốt về cơ lý, chịu nhiệt, cách điện, độ bám dính, tạo màng Lớp phủ shellac từ nhựa cánh kiến đỏ có độ thấm khí (O2, CO2, etylen) thấp, khônhanh, tạo cho sản phẩm phủ bề mặt bóng Nguồn cung cấp nhựa cánh kiến đỏ dồidào và sẵn có

Sâu cánh kiến đỏ là một loại côn trùng nhỏ xíu nh− con chấy tên khoa học là

Laccifer kerr thuộc bộ Coccidae (bọ rệp), sống kí sinh trên một số loại cây gọi là cây

chủ ậ Việt Nam có 3 giống gồm 5 loài là: L fici, L greeni, L lacca Sâu cánh kiến

đỏ đ−ợc phát triển nhiều ở ấn Độ, Thái Lan, Myanma, Trung Quốc, Liên bang

Nga và các nước Đông Dương ậ Việt Nam, nghề sản xuất cánh kiến đỏ có ở một số

tỉnh như Sơn La, Hòa Bình, Lai Châu, vùng Nghệ An-Thanh Hóa tiếp giáp với biên

giới Việt-Lào và Tây Nguyên Đây là một nguồn nguyên liệu dồi dào và sẵn có

- Những chất tan trong nước: Chất màu: có màu đỏ, tan trong nước, có thể

xem như là pigment trong dịch thể của sâu, là một phức hợp của nhiều loại axit laccaic Những

chất tan khác gồm có các muối, abumin, đường

- Sáp: là một hợp chất có 2 thành phần chính: sáp tan trong cồn nóng (80%) và

sáp tan trong benzen (20%)

- Nhựa trong nhựa cánh kiến đỏ có hai thành phần: Nhựa mềm tan trong ête,

chiếm 25%, chỉ số axit 100 và trọng lượng phân tử khoảng 550 và nhựa cứng không tan trong

ête, chiếm tới 75% nhựa tổng cộng, chỉ số axit 55, trọng lượng phân tử khoảng 2000

- Tạp chất: Là những xác sâu kiến, gỗ vụn, đất cát

* Cấu trúc phân tử của shellacShellac chỉ có chứa cacbon, hydro, oxy và một lượng nhỏ tro không đáng kể,

15

Ket t - - noi i com kho tai ti lieu li mien i phi i

Công thức này xây dựng trên cơ sở 3 axit: alơritic, senlolic, axit anđehit là những cấu tử axit chủ yếu có trong shellac

* Phương pháp tách shellac từ nhựa cánh kiến đỏ [47]

Nguyên liệu cánh kiến đỏ chủ yếu để tinh chế lấy nhựa do đó kĩ thuậttinh chế cánh kiến đỏ nhằm thực hiện việc tách bỏ tạp chất ra khỏi nhựa Có 2phương pháp tinh chế với trình độ rất tách biệt là phương pháp thủ công và phươngpháp cơ giới Cả 2 phương pháp đều dựa trên một nguyên tắc chung là từng bước loạitrừ những chất không phải nhựa ra khỏi nguyên liệu, giữ vững hoặc cải thiện chấtlượng nhựa có trong nguyên liệu

* Lớp phủ thực phẩm trên cơ sở shellac từ cánh kiến đỏ

Shellac được ứng dụng trong các lĩnh vực công nghiệp: sơn, vecni, vật liệucách điện, chất kết dính, trong lĩnh vực thực phẩm, shellac được dùng làm chấtpha loãng màu, hợp phần chất phủ bề mặt, chất làm bóng shellac còn được làmvật liệu tạo màng phủ trong công nghiệp dược Việc sử dụng shellac làm vật liệulớp phủ để bảo quản rau quả là đề tài mới được chú ý trong thời gian gần đây vànhững kết quả đạt được ban đầu cho thấy lớp phủ thực phẩm từ shellac hạn chế sựmất nước làm hao hụt khối lượng, ngăn chặn nấm bệnh, lớp phủ shellac có khả năngthấm oxy và nước kém nên đóng vai trò như một rào cản trên bề mặt hoa quả làmgiảm sự trao đổi khí Nồng độ oxy giảm sẽ làm giảm cường độ hô hấp của rau quảkéo dài thời hạn bảo quản, đồng thời làm giảm sự sản sinh etylen vốn là một trongcác nguyên nhân làm quả mau chín Ngoài ra, lớp phủ sáp shellac còn tạo ra bề mặtbóng đẹp cải thiện vẻ bề ngoài của sản phẩm Tuy nhiên lớp phủ shellac cho rauquả cũng có nhược điểm: làm ảnh hưởng đến mùi thơm của quả khi màng sử dụng

có hàm lượng shellac lớn

Vật liệu phủ rau quả với thành phần chính là shellac còn kết hợp thêm một

số hợp phần khác: sáp, nhựa thông, nhũ tương polyetylen, sáp parafin, nhựa dầu mỏ,axit oleic, axit lauric, axit stearic, amoniac, kali hydroxit, cồn, glyxerin [43, 44]

1.2.5 Lớp phủ trờn cơ sở polyvinyl axetat

Gần đõy, cỏc nhà khoa học tại Cơ quan Nghiờn cứu Nụng nghiệp thuộc BộNụng nghiệp Hoa Kỳ đó phỏt triển một lớp phủ mới được chế tạo từ polyvinyl axetat(PVAc) loại dựng cho thực phẩm, rẻ tiền và rất dễ sử dụng, lại cho hiệu quả

cao khi ngăn chặn sự hư hỏng của rau quả sau thu hoạch mà không gây mất màu Lớpphủ này được áp dụng cho rau quả bằng phương pháp nhúng, phun hay quét Lớp phủ

từ PVAc có một số ưu điểm như: làm chậm quá trình hô hấp và duy trì độ chắc củaquả [48]

Thành phần lớp phủ ăn được được chế tạo từ PVAc loại dùng trong thực phẩmhòa tan trong hỗn hợp ancol nước Lớp phủ PVAc có độ bóng cao và khả năng thấmO2 và hơi nước tương đối tốt và chúng tạo thành bề mặt bóng trên kẹo socola, quả cómúi và táo Việc đưa thêm các chất hóa dẻo giúp duy trì độ bóng của lớp phủ khi hàmlượng ancol trong dung môi giảm xuống dưới 70% Táo tươi và các loại quả có múiđược phủ bằng PVAc ít có xu hướng bị lên men và tạo ra ancol trong quá trình bảoquản [49]

PVAc sử dụng làm lớp phủ cho rau quả thường có khối lượng phân tử trungbình từ 2000 đến 50.000 và thường được chế tạo ở dạng nhũ tương trong nước haytrong dung môi ancol nước Các chất hóa dẻo, chất hoạt động bề mặt, phụ gia tăng độbóng, dung môi cũng như các polyme tạo màng có thể được đưa vào thành phần củalớp phủ để duy trì độ bóng và độ thấm khí cần thiết cho quả hay thực phẩm Lớp phủPVAc đã được sử dụng cho các loại quả có múi (như bưởi, cam, chanh, quất, quít),táo, lê, cà chua, các loại quả nhiệt đới (như chuối, đu đủ, ổi, xoài, các loại dưa, cácquả có hạt (như mận, sơ ri), các quả mọng (dâu, việt quất), nho, đào, dứa, kiwi, hồng,các loại rau củ (khoai tây, cà rốt, hành), bí, đậu, dưa chuột, xà lách, nấm, bánh kẹo[50]

PVAc thường được chế tạo bằng phương pháp trùng hợp nhũ tương Tính chấtcủa nhũ tương tạo thành thường bị ảnh hưởng bởi thành phần pha nước, chất ổn định

và chất đệm được sử dụng trong quá trình chế tạo vật liệu cũng như các điều kiệncông nghệ (như nhiệt độ, nồng độ monome, pH, tốc độ khuấy) Nhũ tương PVAc làchất lỏng màu trắng sữa chứa khoảng 430% P VAc (theo khối lượng) dễ dàng ápdụng và có thể làm sạch thiết bị bằng nước [51]

* Nhũ hóa vật liệu bảo quản: Để đạt được độ bám dính và bao phủ tốt nhất chohoa quả, các vật liệu phủ thường được chế tạo ở dạng nhũ tương Nhũ tương có thể được chiathành nhũ tương lớn và vi nhũ Nhũ tương lớn có kích thước hạt trong

Ket t - - noi i com kho tai ti lieu li mien i phi i

khoảng 2.10310 5Å, và vi nhũ có kích thước hạt 10002000Å Sự hình thành các giọtsáp nhỏ trong vi nhũ phụ thuộc vào tương tác của pha phân tán và chất nhũ hoá, trongkhi kích thước giọt trong nhũ tương lớn liên quan đến phương pháp phân tán cơ học,bao gồm quá trình đồng hoá áp suất cao hoặc tốc độ khuấy cao Quá trình tạo nhũtương yêu cầu việc lựa chọn chất nhũ hoá thích hợp Vi nhũ thường sử dụng hai chấtnhũ hoá: một có thể tan trong cả pha phân tán và pha liên tục và hai là một chất cùnghoạt động bề mặt, thường là ancol Kích thước giọt nhỏ trong vi nhũ làm cho màngđồng nhất và khi khô thì thành một màng bóng [52, 53]

* Bổ sung các thành phần chức năng vào lớp phủ để tăng cường hiệu quả: Một

trong những tính chất đặc biệt của lớp phủ ăn được là khả năng kết hợp các thành phần chức năng vào chất nền

nhằm tăng cường hiệu quả của chúng

* TÝnh tan: PVAc tan trong c¸c dung m«i th¬m, xeton, este Nã còng cã thÓ tan

trong metanol, etanol 95%, 2-propanol 90%, butanol 90% PVAc kh«ng tan ®−îc trong etanol khan vµ c¸c r−îu

khan cao h¬n, hydro cacbon no, n−íc, cacbon ®isunfit, xyclohexan C¸c hîp chÊt clorua hydrocacbon: cacbon

tetraclorua, triclorua etylen, metylen clorua lµ c¸c dung m«i tèt cña PVAc Cã mét ®iÒu thó vÞ lµ etanol

nguyªn chÊt hoµn toµn kh«ng thÓ hoµ tan PVAc, nh−ng khi thªm 5% n−íc

thì trở thành một dung môi lý tưởng, etanol khan lại là một dung môi tốt khi nồng độcủa PVAc rất lớn (hơn 50%) và ở nhiệt độ khoảng 500C [54].

* Khả năng thấm khí: Khả năng thấm khí và hơi qua PVAc được nghiên cứu

từ lõu trong đó vấn đề đặc biệt được quan tâm là khả năng thấm hơi nước Lớpphủ PVAc làm nền có thể phủ trên bề mặt ẩm mà màng không bị hỏng vì hơinước có thể dễ dàng khuếch tán qua PVAc [55]

* Sự dẻo hoá: Chức năng của chất làm dẻo hoá là biến đổi PVAc cứng, giònthành PVAc linh động và dẻo Có hai kiểu dẻo hoá: “bên trong” và “bên ngoài” PVAc được dẻohoá bên ngoài nhờ các hợp chất có khối lượng phân tử nhỏ như đibutyl phtalat Chất dẻo hoángoại cuối cùng mất đi, ví dụ như bay hơi bởi vì sự có mặt của nó là hỗn hợp vật lý cùngpolyme Trái lại, một chất dẻo hoá nội có sự tương tác hoá học hoặc đồng trùng hợp polyme Mộtchất dẻo hoá nội được gọi chất dẻo hoá vĩnh cửu vì nó không bị mất đi dưới những tác độngvật lý Ví dụ butyl acrylat là một chất dẻo hoá nội cho PVAc vì nó tạo polyme đồng trùng hợpvới PVAc [56]

Tính chất hoá học [57]

Tính chất hoá học của PVAc tương tự như tính chất hoá học của các estebéo Phản ứng quan trọng nhất của vinyl axetat (VAc) là phản ứng trựng hợp theo cơchế gốc tự do VAc nguyờn chất ở nhiệt độ thụng thường trựng hợp rất chậm nhưngnếu cú tỏc dụng của ỏnh sỏng hay cỏc peroxit thỡ phản ứng trựng hợp xảy ra nhanh.VAc trựng hợp cho PVAc là một chất dẻo cú giỏ trị Quỏ trỡnh trựng hợp cú thể theophương phỏp huyền phự, nhũ tương hoặc dung dịch

19

Ket t - - noi i com kho tai ti lieu li mien i phi i

Trong đó V = 1 – Di3 ⁄ Dg3 ; Dg là đường kính của cuộn polyme hình cầu,ngược lại Di là đường kính bên trong cảu hình cầu polyme không tham gia phảnứng [P] là nồng độ của PVAc

Tốc độ của phản ứng thuỷ phân trong môi trường đồng nhất ớt bị ảnh hưởngbởi trọng lượng phân tử (TLPT) của PVAc Người ta thấy rằng tốc độ phản ứng thuỷphân lớn hơn một chút ở polyme có khối lượng phân tử thấp

Có nhiều phương pháp trùng hợp PVAc: Trùng hợp khối, trùng hợp trong dungdịch, trùng hợp nhũ tương, trùng hợp trong tướng rắn, trùng hợp bức xạ, trùng hợp nhờhợp phần cơ kim Trong công nghiệp sản xuất PVAc sử dụng chủ yếu 3 phươngpháp: trùng hợp nhũ tương, trùng hợp trong tướng rắn, trùng hợp trong dung dịch

PVAc làm lớp phủ thực phẩm có độ bóng cao [58]

PVAc với KLPT trung bình thấp nhất là 2000 đã được Cơ quan Quản lý Dượcphẩm và Thực phẩm Hoa Kỳ FDA (Food and Drug Administation) chấp nhận là phụgia thực phẩm trực tiếp trong kẹo cao su, một thành phần trong các lớp phủ chốngnấm cho bơ, là một chất mang axit sorbic trong lớp bọc quít, lớp phủ bằng tinh bộtsắn, thành phần trong lớp phủ trứng PVAc cũng được sử dụng trong lớp phủ dượcphẩm, đặc biệt là các lớp phủ nhả chậm PVAc có nhiều ứng dụng cho các sảnphẩm thực phẩm và dược phẩm, tuy nhiên việc áp dụng PVAc làm lớp phủ thựcphẩm có hiệu quả làm bóng cao, đặc biệt là đối với lớp phủ hoa quả, rau, thựcphẩm chế biến chưa được chú ý đúng mức

1.3 Bảo quản rau quả bằng bao gúi khớ quyển biến đổi

1.3.1 Thiết kế và lựa chọn vật liệu

Bao gúi khớ quyển biến đổi là một hệ thụ động dựa trờn sự cõn bằng giữa tốc độ

hụ hấp của sản phẩm và tốc độ thẩm thấu khớ của bao gúi [59] Nhờ đú tạo ra và duytrỡ mức CO2 và O2 cần thiết trong điều kiện trạng thỏi dừng bờn trong bao gúi Giỏ trịO2 và CO2 chớnh xỏc ở trạng thỏi dừng tựy thuộc vào khả năng trao đổi khớ và tốc độ

hụ hấp của sản phẩm

Tốc độ hụ hấp của sản phẩm sau thu hoạch ban đầu thường cao, giảm dần theothời gian bảo quản đạt tới trạng dừng là một hàm của nhiệt độ bảo quản và

thành phần khí quyển Trong bao gói khí quyển biến đổi MAP thông lượng thẩm thấukhí được thiết kế qua bao gói đối với CO2 và O2 là lượng CO2 được sinh ra bởi sảnphẩm ở trạng thái dừng được truyền qua khí quyển bên ngoài trong khi O2 tiêu thụbởi sản phẩm được cung cấp bởi khí Oxy bên trong bao gói được tiêu thụ bởi sảnphẩm khi nó hô hấp và một lượng gần bằng CO2 được sinh ra, sự giảm nồng độ oxy

và tăng nồng độ CO2 tạo ra một gradient giữa khí quyển bao gói và điều kiện bênngoài

Rõ ràng là để thiết kế màng MAP hiệu quả và để lựa chọn thông minh vật liệutrao đổi khí thì điều quan trọng là phải thu được các giá trị hô hấp và độ thẩm thấukhí đáng tin cậy đối với CO2 và O2 Đây cũng là thách thức hiện nay và sẽ được thảoluận sau này [60]

1.3.1.1 Độ thẩm thấu của màng bao gói và thông lượng trao đổi khí của hệ bao gói

Trong bao gói khí quyển biến đổi MAP, yêu cầu về trao đổi khí có nghĩa làthông lượng trao đổi khí hiệu quả Thông lượng trao đổi khí của bao gói phụ thuộcvào cả độ thấm của màng bao gói và diện tích bề mặt trao đổi khí của vật liệu ở mộtnhiệt độ và áp suất thủy tĩnh nhất định Một màng bao gói được xem là hiệu quảkhông chỉ trên cơ sở độ thẩm thấu khí mà còn là những phương pháp phân tích tíchphân cần thiết

Thông số tính chất quan trọng có tính chìa khóa đối với một bao gói khí quyểnbiến đổi là độ chọn lọc của nó tức là tỷ lệ thấm CO2/O2 của vật liệu bao gói Độ chọnlọc quyết định mối liên hệ giữa nồng của CO2 và O2 đối với bao gói nhất định Chỉkhi nào độ chọn lọc của bao gói thỏa mãn được yêu cầu của sản phẩm đối với O2 vàCO2 thì giá trị O2 và CO2 tối ưu mới có thể đạt được Yêu cầu về độ chọn lọc của sảnphẩm lại phụ thuộc vào tỷ lệ giữa CO2 sinh ra O2 tiêu thụ của sản phẩm đó, có nghĩa

là tỷ lệ hô hấp và các thành phần tối ưu đối với CO2 và O2 của sản phẩm đó [61]

Độ chọn lọc có liên quan đến nhu cầu thành phần CO2 và O2 cần thiết cho từngloại sản phẩm và có thể được xác định theo phương trình dưới đây [61]

Ket t - - noi i com kho tai ti lieu li mien i phi i

Cũng phải chỉ ra rằng độ thẩm thấu đo được nhà sản xuất không phản ánh hoạtđộng màng MAP Quá trình trao đổi khí trong màng MAP liên quan đến quá trìnhkhuếch tán ngược dòng của các khí hỗn hợp và gradien nồng độ khí không phải là bấtbiến [61]

Bảng 1.2 Điều kiện MA và độ chọn lọc cần thiết cho bao gói khí quyển biến đổi

đối với các loại quả

Bảng 1.3 Điều kiện MA và độ chọn lọc cần thiết cho bao gói khí quyển biến đổi

đối với các loại rau quả

23

Ket t - - noi i com kho tai ti lieu li mien i phi i

1.3.1.2 Thiết kế bao gói biến đổi khí quyển

Nhiều nghiên cứu về MAP liên quan đến việc lựa chọn màng bao gói sử dụngcân bằng giữa hô hấp và độ thẩm thấu khí ở trạng thái dừng Một số nhà nghiên cứu

đã cố gắng thiết kế MAP dựa trên cơ sở phân tích về tốc độ hô hấp của một loại sảnphẩm bảo quản ở nhiệt độ nhất định và trong khí quyển MA Từ đó, có thể tính toánđược độ thẩm thấu khí cần thiết nhằm thiết lập môi trường khí quyển biến đổi mongmuốn bên trong bao gói [63, 64] Mặt khác, một số nhà nghiên cứu cũng đã phát triểncác mô hình dự đoán, lựa chọn màng polyme thích hợp cũng như những biến đổi củakhí quyển bên trong bao gói [61]

Hệ kết hợp MAP cho sản phẩm tươi nhờ sử dụng 2 thiết bị (màng silicon vàmàng xốp), chúng có độ chọn lọc khác nhau và khoảng chọn lọc hiệu dụng có thể đạtđược từ 1đến 6 Dựa trên dữ liệu thu được, hầu hết rau quả tươi cần có độ chọn lọc1,54, các hệ kết hợp này có thể phù hợp với nh iều sản phẩm Bởi vậy, yêu cầu về baogói MAP có thể giảm bớt và được đơn giản hóa [6567]

Những vấn đề khác liên quan tới việc thiết kế chế tạo MAP là tác động củanhiệt độ tới sự phát triển của khí quyển thiếu oxy và sự phát triển của khí quyển biếnđổi trong bao gói Biến động của nhiệt độ có tác động tới tốc độ hô hấp, và bởi vậycũng tác động tới khí quyển bên trong bao gói do độ thẩm thấu của hầu hết vật liệubao gói là ít nhạy cảm với thay đổi của nhiệt độ Bao gói khí quyển biến đổi có độnhẵn tối ưu phải là bao gói có khả năng bù lại sự thay đổi thành phần khí do thay đổi

hô hấp Nhiệt độ có thể làm trầm trọng thêm vấn đề bù trừ do sự trao đổi nhiệt khối vì

nó có liên quan đến hô hấp và sự biến đổi của pha khí khi biến động nhiệt [68]

Những thay đổi nhiệt độ cũng xuất hiện trong quá trình xử lý và phân phối rauquả Tuy nhiên, tác động lại phụ thuộc vào giá trị cũng như sự kéo dài của nhữngbiến động này Một bao gói nhỏ dễ bị tổn thương hơn đối với tác động do thay đổinhiệt độ bởi vì khối lượng của nó nhỏ hơn và thể tích khoảng trống nhỏ hơn Một baogói lớn có thể ít bị ảnh hưởng với những thay đổi về nhiệt độ do quá trình trao đổinhiệt của bao gói lớn diễn ra rất chậm Vật liệu bao gói và việc thiết kế bao gói có thểdẫn tới bao gói có hệ số trao đổi nhiệt tổng khác nhau Mặc dù

Ket t - - noi i com kho tai ti lieu li mien i phi i

vậy, sản phẩm được bao gói khí quyển biến đổi có độ nhạy nhỏ hơn đối với nhữngthay đổi nhiệt độ so với những thay đổi về tốc độ hô hấp như sản phẩm được bảoquản trong không khí Sản phẩm được bao gói khí quyển biến đổi có thể chịu nhữnghậu quả khác do độ thẩm thấu khí của hầu hết các vật liệu bao gói ít nhạy với nhữngthay đổi của nhiệt độ so với những thay đổi về hô hấp của sản phẩm, nên nếu nhiệt độthay đổi MAP sẽ dẫn tới điều kiện thiếu hụt oxy (tích lũy CO2 trong những nhiệt độkhác nhau) Tùy thuộc vào độ nhạy của sản phẩm đối với nồng độ CO2 cao và O2thấp, những tổn thương về sinh lý của sản phẩm có thể xảy ra và do đó dẫn tới suygiảm chất lượng và thời hạn sử dụng

Một hậu quả nghiêm trọng khác của sự thay đổi nhiệt độ tới hiệu quả củamàng MAP là ảnh hưởng tới quá trình ngưng tụ cũng như những vấn đề lây nhiễm đikèm hơn là những ảnh hưởng của nó đến sự thay đổi thành phần khí Những thay đổibên trong bao gói, khí trong bao gói và nhiệt độ sản phẩm được bao gói sẽ có ảnhhưởng đáng kể tới đến áp suất hơi nước trong khí quyển bao gói Một sự thiếu hụt hơi

sẽ xảy ra khi nhiệt độ bên trong bao gói tăng do đó sự thoát hơi của sản phẩm sẽ tăngdẫn tới nước bị hút ra khỏi quả và lắng đọng ở bên trong bao gói do hầu hết các vậtliệu bao gói đều chắn hơi nước Quá trình ngưng tụ diễn ra chủ yếu

ở thành bên trong bao gói và trên bề mặt quả trong giai đoạn làm lạnh khi trao đổinhiệt diễn ra trên vùng lạnh hơn Do nhiệt độ tăng cũng như độ ẩm cao thì thuận lợi cho sự phát triển của vikhuẩn, nên sự thay đổi nhiệt độ có thể thúc đấy sự lây nhiễm dẫn tới hao hụt Phương pháp nhằm giảm quátrình ngưng tụ và cải thiện chất lượng nhờ dụng chất hấp thụ đã được nhiều nhà khoa học quan tâm [69, 70]

MAP đối với các loại quả đột biến hô hấp không khác nhiều so với bao gói chocác loại quả không đột biến hô hấp, các quả đột biến hô hấp được đặc trưng bởingưỡng etylen cũng như ngưỡng hô hấp

1.3.1.3 Vật liệu chế tạo MAP

Việc sử dụng MAP bằng chất dẻo cho quả tươi liên quan đến việc lựa chọn cẩnthận màng và kiểu bao gói đối với từng sản phẩm và kích thước bao gói cụ thể Baogói hiệu quả đòi hỏi phải xem xét nồng độ khí tối ưu, tốc độ hô hấp của hoa quả,khuếch tán khí qua màng cũng như nhiệt độ bảo quản tối ưu để đạt được lợi ích

lớn nhất đối với sản phẩm và người tiêu dùng Ngoài ra, để lựa chọn một loại màngphù hợp, cần phải tính đến khả năng bảo vệ có được cũng như độ bền, khả năng hàngắn, độ trong, tính dễ gia công, khả năng in nhãn và gradient khí được tạo thành bởimàng kín [70].

Mặc dù nhiều loại màng chất dẻo có khả năng sử dụng cho mục đích bao góinhưng rất ít loại được sử dụng để bao gói các sản phẩm tươi, thậm chí còn ít loại hơnnữa có tính chất thấm khí phù hợp với MAP Do hàm lượng O2 trong MAP thườnggiảm từ 21% ở điều kiện thường xuống còn 25 % trong bao gói nên điều nguy hiểm

là CO2 sẽ tăng từ 0,03% ở điều kiện thường lên 1619% tro ng bao gói Điều này là do

có sự tương quan tỷ lệ 1:1 giữa O2 tiêu thụ và CO2 giải phóng Hàm lượng CO2 cao

có thể gây hại cho hầu hết các loại rau quả nên màng bao gói lý tưởng phải để CO2thoát ra nhanh hơn là O2 thấm vào Độ thấm CO2 đôi khi phải cao hơn gấp 35 lần sovới độ thấm O 2 tùy thuộc khí quyển mong muốn Màng lý tưởng phải có các tínhchất sau [7072]:

Khả năng thay đổi tính chất thấm khí khi tăng nhi ệt độ

Kiểm soát được tốc độ thấm hơi nước để ngăn chặn sự tích lũy hơi quá bãohòa và ngưng tụ

Khả năng cảnh báo cho nguời tiêu dùng khi chất lư ợng sản phẩm bên trongkhông ở trạng thái tốt nhất

Khả năng chịu nhiệt và ozon tốt

Tính phù hợp thương mại và dễ gia công, ứng dụng

Không phản ứng với sản phẩm và không gây độc hại

Dễ in để có thể ghi nhãn

Khả năng kéo dài thời hạn sử dụng và bảo quản hoa quả phụ thuộc độ dàymàng, hàm lượng phụ gia và kích thước hạt Hiện nay phương pháp sản xuất màngMAP với việc đưa vào các phụ gia để điều chỉnh độ thấm khí qua màng được nghiêncứu và áp dụng khá nhiều

A Giới thiệu về polyetylen (PE)

a Polyetylen [73]

Polyetylen (PE) là tên gọi thông thường của họ polyme bán tinh thể được ứng dụng rộng rãi như một loại nhựa dẻo PE là các polyme mạch thẳng với các

Ket t - - noi i com kho tai ti lieu li mien i phi i

phân tử etylen tạo thành một khối, hầu hết các phân tử PE là các polyme mạch nhánh,trong một số trường hợp, cấu trúc của PE có thể được biểu diễn theo công thức sau:

(CH 2CH 2)xnhánh 1(CH 2CH 2)y( CH 2CH 2)z nhánh 2…

Ở đây: các nhóm CH2CH 2 được tạo thành từ etylen, các giá trị x, y, z có thể thay

đổi từ 4 hoặc 5 đến 100 Điều này cho phép sản xuất được nhiều loại PE có trọng lượng phân tử và các nhánh

khác nhau trong công nghiệp

b Phân loại các loại nhựa PE

Sự phân loại các loại nhựa PE dựa trên hai thông số có thể dễ dàng xác địnhtrong những năm 1950 với những thiết bị đơn giản: tỷ trọng của PE và chỉ số nóngchảy

Bảng 1.5 Phân loại các loại nhựa PE

c Tổng hợp và cấu trúc của PE

+ Tổng hợp PE:

Polyetylen có thể được tổng hợp theo cơ chế trùng hợp gốc tự do hay theo cơ chế ion

Trùng hợp gốc: sử dụng các chất khơi mào có khả n ăng phân huỷ tạo gốc tự

do (peoxit, pesunfat, hợp chất azo…)

Trùng hợp ion: sử dụng các xúc tác ZieglerNatta Khối lượng phân tử củapolyme thu được phụ thuộc vào nồng độ xúc tác, loại xúc tác và tỷ lệ của các cấutử…

+ Cấu trúc của PE:

PE có cấu trúc mạch thẳng, dài Ngoài ra, còn có những mạch nhánh Nếumạch nhánh càng nhiều và càng dài thì độ kết tinh càng kém

+ Tính chất cơ học: Tính chất cơ học của PE phụ thuộc vào khối lượng phân tử vàmức độ kết tinh của nó HDPE cứng và bền hơn LDPE do mức độ kết tinh cao hơn và mạch cânđối hơn Tính chất cơ học của PE không những phụ thuộc vào khối lượng phân tử và mức độ kếttinh mà độ bền kéo đứt và độ bền uốn của nó tăng rõ rệt khi giảm nhiệt độ

Ket t - - noi i com kho tai ti lieu li mien i phi i

+ Tính chất nhiệt: Nhiệt độ làm thay đổi một số tính chất cơ lý PE nhất là kíchthước và độ cứng của sản phẩm Nó có hằng số dãn nở nhiệt khá cao (1,8.104 ) Các tính chất nhiệt của PE phụthuộc nhiều vào khối lượng phân tử và mức độ kết tinh HDPE có khả năng chịu được nhiệt độ tốt hơn LDPE.Cũng như các polyme tinh thể khác nhiệt độ chảy mềm của PE dao động khoảng nhỏ 3÷50C

+ Tính chất điện: PE là một polyme không phân cực, tính chất cách điện của nó không phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm

+ Tính chất hoá học: Ở điều kiện thường, PE bền với các axit sunfuric, axit nitricloãng, axit clohiđric, axit photphoric, axit axetic, amoniac… Ở 1000C, nó không bền với axit sunfuric đặc vàaxit nitric đặc

e Ứng dụng của PE.

Do tính chất cơ, lý và hoá học tốt nên PE được sử dụng trong nhiều lĩnh vực kỹthuật Dùng trong kỹ thuật điện, kỹ nghệ nhẹ, màng mỏng, sợi, màng bảo vệ các sảnphẩm đúc, sản phẩm tạo hình… Ngoài ra, nhựa PE còn được sử dụng trong lĩnh vựcbao gói thực phẩm cũng như dùng để bao gói bảo quản các loại hoa quả sau khi thuhái

Trên cơ sở các tính chất của PE, và với nội dung của luận án là chế tạo màng bao gói khí quyển biến đổi chúng tôi đã lựa chọn được nhựa cho mục đích chế tạo MAP là LDPE do nó có trọng lượng phân tử phù hợp cho yêu cầu nghiên cứu.

B Giới thiệu về các phụ gia vô cơ

a Zeolit

Có nhiều cách định nghĩa khác nhau về zeolit nhưng một cách chung nhất,zeolit có thể được định nghĩa như sau: “Zeolit là các aluminosilicat có cấu trúc mạngtinh thể chứa đựng bên trong nó một hệ thống mao quản rất đồng đều”

Thành phần hóa học của zeolit có thể được biểu diễn bằng công thức hóa họcnhư sau:

M x/n [(AlO 2 ) x (SiO 2)y ]zH 2 O

Trong đó: M: là cation kim loại có hoá trị n

y/x: là tỷ số nguyên tử Si/Al ( thay đổi tuỳ theo từng loại zeolit)

z: là số phân tử H2O kết tinh trong zeolit

Kí hiệu trong [ ] là thành phần cơ bản của một ô mạng cơ sở tinh

thể Sự hình thành cấu trúc zeolit [74]

Đơn vị cơ bản của zeolit là tứ diện TO4 bao gồm một cation T (T là cation

Si4+ hoặc Al3+) được bao quanh bởi 4 ion O2 (hình 1.2) Khác với tứ diện SiO4 trung

hoà về điện, mỗi một nguyên tử Al phối trí tứ diện trong AlO4 còn dư một điện tích

âm do Al có hoá trị 3 Điện tích âm này được bù trừ bởi các cation kim loại Mn+ (M

thường là kim loại kiềm hoặc kiềm thổ)

3+

O 2 _

Hình 1.2 Đơn vị cấu trúc cơ bản của zeolit

Sự kết hợp giữa các tứ diện TO4 hoặc các SBU phải tuân theo quy tắc

Lowenstein: trong cấu trúc zeolit không tồn tại các liên kết AlOAl, mà chỉ tồn tại

các liên kết SiOSi và SiOAl, do đó tỷ số SiO 2/Al2O3 ≥ 2

Hình 1.3 Sơ đồ minh họa sự hình thành cấu trúc zeolit

Ket t - - noi i com kho tai ti lieu li mien i phi i

Hình 1.3 là sơ đồ minh họa sự hình thành các liên kết SBU, cách ghép nối cácSBU để tạo ra bát diện cụt (sodalit) và cách ghép nối các bát diện cụt với nhau để tạothành các kiểu cấu trúc zeolit A hoặc Y

Một vài tính chất của zeolit [75]

Zeolit có những tính chất hoá lý cơ bản giữ vai trò quan trọng đối với hoạt tínhxúc tác là tính hấp phụ, tính trao đổi ion, tính axit và tính chọn lọc hình dạng

Tính chất hấp phụ: Các zeolit hydrat hoá có diện tích bề mặt bên trong

chiếm trên 90% tổng diện tích bề mặt nên phần lớn quá trình hấp phụ xảy ra ở bêntrong hệ thống mao quản, khả năng hấp phụ bề mặt ngoài là không đáng kể Tinh thểzeolit có khả năng hấp phụ thuận nghịch mà không bị biến đổi về cấu trúc hình họccũng như độ tinh khiết Khả năng hấp phụ của zeolit được đánh giá thông qua haithông số là dung lượng hấp phụ và tốc độ hấp phụ Dung lượng hấp phụ phụ thuộcvào tính chất bề mặt và kích thước mao quản của zeolit còn tốc độ hấp phụ phụ thuộcvào kích thước phân tử của chất bị hấp phụ cũng như kích thước mao quản của zeolit

Tính chất trao đổi ion: Cation bù trừ điện tích trong zeolit rất linh động nên

chúng có khả năng bị thay thế bởi các cation khác bằng cách trao đổi ion Khả năngtrao đổi cation của zeolit phụ thuộc vào các yếu tố sau: đặc tính cấu trúc của zeolit,bản chất, kích thước, trạng thái, điện tích và nồng độ của cation trao đổi, loại ion liênhợp với cation trong dung dịch trao đổi, dung môi và nhiệt độ trao đổi Dung lượngcation trao đổi trong zeolit liên quan trực tiếp tới hàm lượng nhôm trong tinh thể, khihàm lượng nhôm tăng thì số cation bù trừ điện tích tăng nên dung lượng cation traođổi tăng

Tính chất axit: Zeolit ở dạng trao đổi H+ hoặc các cation kim loại đa hoá trị

Mn+ (RE3+, Cu2+, Mg2+, Ca2+, ) có chứa 2 loại tâm axit là tâm Bronsted và tâmLewis Theo F.R.Chen, tâm Bronsted có thể được hình thành theo các cách sau:

Phân huỷ nhiệt zeolit đã trao đổi cation với NH 4+:

Tâm Lewis được hình thành do quá trình tách một phân tử nước ở nhiệt độ

cao, tạo một tâm Lewis từ 2 tâm Bronsted:

Cả hai loại tâm Bronsted và Lewis đều góp phần tạo nên hoạt tính của zeolit,

trong đó tâm Bronsted có vai trò quyết định còn tâm Lewis có tác dụng phân cực

nhóm hydroxyl, làm tăng lực axit của tâm Bronsted

Tính chất chọn lọc hình dạng: Chọn lọc hình dạng là sự điều khiển theo

kích cỡ và hình dạng của phân tử khuếch tán vào và ra khỏi hệ thống mao quản, làm

ảnh hưởng đến hoạt tính và độ chọn lọc của xúc tác Người ta phân biệt 3 hình thức

Ket t - - noi i com kho tai ti lieu li mien i phi i

chọn lọc hình dạng như sau: Chọn lọc chất tham gia phản ứng; chọn lọc sản phẩmphản ứng và chọn lọc hợp chất trung gian

b Silica [76]

Trong những năm qua, các vật liệu vi mao quản đã được ứng dụng rất rộng rãi

và có hiệu quả trong nhiều quá trình hóa học Tuy nhiên, do kích thước mao quản nhỏnên chúng còn nhiều hạn chế Do vậy, để tăng cường hơn nữa khả năng ứng dụng củavật liệu vi mao quản, đã có nhiều công trình nghiên cứu nhằm tăng kích thước maoquản Trong những năm gần đây, hướng nghiên cứu được chú ý nhất là tổng hợpnhững vật liệu có kích thước mao quản trung bình (MQTB)

Theo định nghĩa của IUPAC, vật liệu vô cơ rắn chứa các mao quản có đườngkính trong khoảng 250nm được gọi là vật liệu MQTB

Các loại vật liệu MQTB có thể được phân loại theo những tiêu chuẩn khácnhau:

Phân loại vật liệu MQTB theo cấu trúc:

Hình 1.4 Các dạng cấu trúc của vật liệu MQTB

Cấu trúc của họ vật liệu MQTB có nhiều dạng, tuỳ thuộc vào bản chất và nồng

độ của chất hoạt động bề mặt (HĐBM) được sử dụng mà chúng có các cấu trúc khácnhau

• Cơ chế độn lớp

Na+ H+ Na+ H+

Chất HĐBM Na + HĐBM H + Độn lớp

Hình 1.5 Cơ chế độn lớp

Hình 1.5 là sơ đồ minh hoạ cơ chế độn lớp Cơ chế này dựa trên quá trình đanxen của chất HĐBM và các lớp silicat Các cation của chất HĐBM xen vào giữa hailớp silicat nhờ quá trình trao đổi ion, các lớp silicat sau đó gấp lại xung quanh chấtHĐBM và ngưng tụ thành cấu trúc MQTB dạng lục lăng.

• Cơ chế chuyển pha từ dạng lớp sang dạng lục lăng

Lớp Silicat Gấp nếp Silicat

Chất HĐBM

Hình 1.6 Cơ chế chuyển pha từ dạng lớp sang dạng lục lăng

Hình 1.6 là sơ đồ minh hoạ cơ chế chuyển pha từ dạng lớp sang dạng lục lăng

Cơ chế này giả thiết rằng đầu tiên các silicat sắp xếp thành các lớp mỏng và do lựctương tác tĩnh điện với các anion silicat các cation chất HĐBM nằm xen giữa các lớpsilicat đó

Vật liệu MQTB silica có thành tường tinh thể

So với vật liệu vi mao quản zeolit, vật liệu MQTB có kích thước mao quản lớnhơn và độ trật tự cao, điều này cho phép các phân tử lớn có thể dễ dàng khuếch tánvào bên trong mao quản để tham gia phản ứng (quá trình cracking phân đoạn nặng vàchuyển hoá hóa học trong môi trường có độ nhớt cao) Tuy nhiên, tính chất vô địnhhình của thành mao quản và độ axit rất yếu, độ bền thuỷ nhiệt thấp, cho nên vật liệuMQTB không đáp ứng được cho các phản ứng với điều kiện khắc nghiệt

c Bentonit [77]

Bentonit là một loại khoáng sét tự nhiên, mà thành phần chính làmontmorillonit có công thức hoá học tổng quát Al2O3.4SiO2.nH2O và thêm một sốkhoáng sét khác như saponitAl 2O3.[MgO].4SiO2.nH2O; nontronit Al2O3.[Fe2O3].4SiO4.nH2O; beidellit Al 2O3.SiO2.nH2O Ngoài ra, người ta còn phát hiệnthấy trong bentonit còn có một số khoáng sét khác, các muối kiềm và các chất hữucơ

Ket t - - noi i com kho tai ti lieu li mien i phi i

Khi phân tích thành phần hoá học của bentonit, ngoài nguyên tố silic, nhômngười ta còn phát hiện thấy sự có mặt của các nguyên tố Fe, Ca, Mg, Ti, K, Na Trong đó, hàm lượng nước n = 4÷8; Tỷ lệ Al2O3:SiO2 từ 1:2 đến 1:4

Thành phần hoá học của bentonit ảnh hưởng lớn đến cấu trúc, tính chất và khả năng sử dụng của chúng

Montmorillonit (bentonit) là aluminosiilicat tự nhiên có cấu trúc lớp 2:1, dạngdiocta Cấu trúc tinh thể của bentonit được cấu tạo từ 2 mạng lưới tứ diện liên kết vớimột mạng lưới bát diện ở giữa tạo lên một lớp cấu trúc Giữa các lớp cấu trúc là cáccation trao đổi và nước hấp phụ

Mỗi lớp cấu trúc được phát triển liên tục trong không gian theo hướng trục a và

b Các lớp cấu trúc được chồng xếp song song với nhau và tự ngắt quãng theo hướngtrục c, các lớp cation và nước hấp phụ tạo nên một mạng lưới không gian 3 chiều củatinh thể bentonit

Chiều dày của một lớp cấu trúc bentonit là 9,6Ao Nếu kể cả lớp cation trao đổi

và nước hấp phụ thì chiều dày của lớp khoảng 15Ao Hình 1.7 đưa ra mô hình cấutrúc lớp của montmorillonit Khi trung hoà mạng lưới tinh thể

b

ca

Hình 1.7 Sơ đồ không gian mạng lưới cấu trúc của montmorillonit 1.3.2 Công nghệ chế tạo bao gói MAP

Màng bao gói khí quyển biến đổi thường được sản xuất theo phương pháp đùn thổi sử dụng các loại nhựa nhiệt dẻo Quá trình công nghệ đùn như sau: Trục vít

quay ở trong xi lanh trục tròn được nung nóng, cố định và trong khe rãnh giữa trục vít

và xilanh, khối chất dẻo đã được định hướng sẽ được làm nóng chảy, làm nhuyễn,được trục vít vận chuyển lên phía trước và qua khe hở định hình của đầu đùn, nóđược đẩy ra ngoài thành sản phẩm [78]

Ngoài máy đùn một trục vít người ta còn sử dụng cả máy đùn nhiều trục vít.Trong số các máy đùn nhiều trục vít thì máy đùn 2 trục vít có ý nghĩa đặc biệt choviệc gia công các chất dẻo có dạng bột, đặc biệt là đối với PVC Về nguyên lý, tất cảcác chất dẻo nhiệt dẻo đều có thể gia công đùn được, song đối với khối chất dẻo nóngchảy cần phải có độ cứng nhất định Các chất dẻo có độ rắn nóng chảy nhỏ do cấutrúc hoá học của chúng chỉ có thể áp dụng gia công đùn khi có sự tạo thành độ trùnghợp cực lớn hoặc sự phụ trợ của chất độn phù hợp Gia công đùn được sử dụng để giacông với sản lượng lớn chủ yếu các chất dẻo như PVC cứng, PVC mềm, PE và PP