Giới thiệu về các loại chai nhựa GVHD: Hoàng Xuân Tùng BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÒN KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÔN HỌC: CÔNG NGHỆ BAO GÓI GIÁO VIÊN: HOÀNG XUÂN TÙNG ĐỀ TÀI: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CHAI NHỰA Công nghệ bao gói Page 1 Giới thiệu về các loại chai nhựa GVHD: Hoàng Xuân Tùng TP. Hồ Chí Minh, tháng 4 - 2011 Danh sách nhóm: lớp TP.208.1 1. Phạm Nguyễn Thục Trinh 2. Nguyễn Thị Huyền Diệu 3. Nguyễn Thị Mỹ Dung 4. Bùi Thanh Tâm 5. Nguyễn Khắc Huy 6. Lê Minh Phương 7. Lê Quang Vương 8. Nguyễn Kiến Ái 9. Võ Bá Huân (không đi học) 10. Hình Ngọc Huy (không đi học) 11. Trần Thị Mỹ Thắm (không đi học) Công nghệ bao gói Page 2 Giới thiệu về các loại chai nhựa GVHD: Hoàng Xuân Tùng Mục lục 1. Khái niệm về bao bì……………………………………………………… 4 2. Sơ lược về bao bì nhựa…………………………………………………….4 2.1. Giới thiệu chung về vật liệu nhựa…………………………………… 4 2.2. Công dụng, đặc tính của một số loại bao bì nhựa…………………… 5 2.2.1 PE……………………………………………………………….5 2.2.2 PP……………………………………………………………….5 3. Các phương pháp thổi chai nhựa……………………………… 6 3.1. Phương pháp ép phun – thổi………………………………………… 9 3.2. Phương pháp đùn thổi……………………………………………… 11 4. Sản phẩm………………………………………………………………… 13 4.1. Chai PET…………………………………………………………… 14 4.1.1. Cấu tạo chai PET……………………………………………….15 4.1.2. Tính chất chai PET…………………………………………….16 4.1.3. Ứng dụng chai PET……………………………………………17 4.1.4. Ưu – nhược diểm chai PET……………………………………17 4.2. Chai nhựa dẻo…………………………………………………………19 4.2.1. Cấu tạo chai HDPE…………………………………………….21 4.2.2. Tính chất chai HDPE………………………………………… 21 4.2.3. Ứng dụng chai HDPE………………………………………….21 4.2.4. Ưu – nhược điểm chai HDPE………………………………….22 5. Kết luận…………………………………………………………………… 22 6. Tài liệu tham khảo………………………………………………………… 24 Công nghệ bao gói Page 3 Giới thiệu về các loại chai nhựa GVHD: Hoàng Xuân Tùng Đề tài: GIỚI THIỆU VỀ CÁC LOẠI CHAI NHỰA LỜI NÓI ĐẦU Bao bì đã được sử dụng phổ biến để chứa dựng tất cả các loại hàng hóa trong quá trình bảo quản, vận chuyển, phân phối và kiểm tra. Bao bì có tác dụng bảo vệ chất lượng hàng hóa từ khi sản xuất, đến trao đổi thương mại và tiêu thụ, hiệu quả kinh tế và thể hiện sự tiến bộ của xã hội. Từ những vật chứa đựng thô sơ ngày xưa, khoa học kĩ thuật đã phát triển nhiều phương pháp đóng gói tương ứng với loại vật liệu bao bì, tạo nên nhiều bao bì đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội. Công nghiệp bao bì hình thành và được chia thành nhiều lĩnh vực theo từng đối tượng được bao gói, trong đó thực phẩm là đối tượng quan trọng. Nhựa polyethylen terephthalate (PET) là một polyme kỹ thuật có độ bền căng và bền va đập, độ kháng hóa chất, độ trong và khả năng gia công rất tốt. Do đó PET ngày càng được sử dụng phổ biến làm chai lọ chứa chất lỏng như nước tinh khiết, nước có gas, nước ngọt, nước tương… 1. Khái niệm về bao bì Bao bì là loại vật dụng để bao, gói, giữ, chứa đựng một loại sản phẩm, trợ giúp trong việc vận chuyển và lưu trữ. Bao bì phải đảm bảo chất lượng cho sản phẩm, có thể phân phối, lưu kho, kiểm tra và thương mại… một cách thuận lợi. 2. Sơ lược về bao bì nhựa 2.1 Giới thiệu chung về vật liệu nhựa Nguyên liệu sản xuất nhựa là nguồn hydrocarbon từ dầu hỏa, được tách trong quá trình lọc dầu. Công nghệ chế tạo bao bì nhựa đã phát triển đa dạng, phong phú về chủng loại, đạt tính năng cao trong chứa đựng, bảo quản các loại thực phẩm nên hiện nay bao bì nhựa plastic được sử dụng khá phổ biến. Bao bì plastic thường không màu, không mùi, không vị, có loại có thể đạt độ mềm dẻo, áp sát bề mặt thực phẩm trong trường hợp sản phẩm được bảo quản chân không, cũng có loại bao bì đạt độ cứng vững cao, chống va chạm cơ học hiệu quả, chống thấm khí hơi do đó đảm bảo được áp lực cao bên trong môi trường Công nghệ bao gói Page 4 Giới thiệu về các loại chai nhựa GVHD: Hoàng Xuân Tùng chứa thực phẩm. Bao bì plastic có thể trong suốt, nhìn thấy rõ sản phẩm bên trong, hoặc có thể mờ đục, che khuất hoàn toàn ánh sáng để bảo vệ thực phẩm; bên cạnh đó, có loại có thể chịu được nhiệt độ thanh trùng hoặc nhiệt độ lạnh đông thâm độ. Các loại bao bì plastic được in ấn nhãn hiệu dễ dàng, đạt được mức độ mỹ quan yêu cầu. Ngoài ra, tính chất nổi bật là bao bì plastic nhẹ hơn tất cả các loại vật liệu bao bì khác, rất thuận tiện trong phân phối, chuyên chở. Polymers được tạo thành từ các monomer cùng loại hoặc khác loại và thường có những nhánh ngắn. Một số mạch nhánh có tác dụng làm cho polymers bền với các tác nhân hóa học. Nhiều loại polymers là thành phần chính tạo nên một số loại bao bì dùng để bao gói thực phẩm và được biết đến như là nhóm bao bì “plastics”. 2.2 Công dụng, đặc tính của một số loại bao bì nhựa 2.2.1 PE (Polyethylene) Đặc tính: - Trong suốt, hơi có ánh mờ, có bề mặt bóng láng, mềm dẻo. - Chống thấm nước và hơi nước tốt. - Chống thấm khí O 2 , CO 2 , N 2 và dầu mỡ đều kém. - Chịu được nhiệt độ cao (dưới 230 o C) trong thời gian ngắn. - Bị căng phồng và hư hỏng khi tiếp xúc với tinh dầu thơm hoặc các chất tẩy như Axeton, H 2 O 2 … - 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 cũng chính mùi này có thể được hấp thu bởi thực phẩm được chứa đựng, gây mất giá trị cảm quan của sản phẩm. Công dụng: - Làm thùng (can) có thể tích từ 1 đến 20 lít với các độ dày khác nhau. - Sản xuất nắp chai. Do nắp chai bị hấp thu mùi nên chai đựng thực phẩm đậy bằng nắp PE phải được bảo quản trong một môi trường không có chất gây mùi. 2.2.2 PP (Polypropylen) Đặc tính : - Tính bền cơ học cao (bền xé và bền kéo đứt), khá cứng vững, không mềm dẻo như PE, không bị kéo giãn dài do đó được chế tạo thành sợi. Đặc biệt khả năng bị xé rách dễ dàng khi có một vết cắt hoặc một vết thủng nhỏ. - Trong suốt, độ bóng bề mặt cao cho khả năng in ấn cao, nét in rõ. - Chịu được nhiệt độ cao hơn 100 o C. Tuy nhiên nhiệt độ hàn dán mí (thân) bao bì PP (140 o C) - cao so với PE - có thể gây chảy, hư hỏng màng ghép cấu trúc bên ngoài, nên thường ít dùng PP làm lớp trong cùng. - Có tính chất chống thấm O 2 , hơi nước, dầu mỡ và các khí khác. Công nghệ bao gói Page 5 Giới thiệu về các loại chai nhựa GVHD: Hoàng Xuân Tùng Công dụng: - Dùng làm bao bì một lớp chứa đựng bảo quản thực phẩm. - Tạo thành sợi, dệt thành bao bì đựng lương thực, ngũ cốc có số lượng lớn. - PP cũng được sản xuất dạng màng phủ ngoài đối với màng nhiều lớp để tăng tính chống thấm khí, hơi nước, tạo khả năng in ấn cao, và dễ xé rách để mở bao bì (do có tạo sẵn một vết đứt) và tạo độ bóng cao cho bao bì. 3.Các phương pháp thổi chai nhựa Hiện nay trên thế giới sử dụng phổ biến nhất phương pháp tạo ra các loại chai, đó là phương pháp thổi (blowing molding). Mục đích của phương pháp này là tạo ra một sản phẩm rỗng từ nhựa nhiệt dẻo. Phương pháp thổi dùng cho những sản phẩm nhỏ, sản xuất hàng loạt. Nguyên liệu Phối trộn Nấu chảy Ép phôi Nung phôi Thổi Sản phẩm Kiểm tra Tách khuôn Công nghệ bao gói Page 6 Giới thiệu về các loại chai nhựa GVHD: Hoàng Xuân Tùng Phương pháp thổi là phương pháp trong đó khí nén được thổi vào một “túi” nhựa dẻo để ép nhựa dẻo lên bề mặt của khuôn. Đây là một phương pháp quan trọng để tạo ra những chi tiết, những sản phẩm bằng chất dẻo có thành mỏng như các loại chai, lọ và thùng chứa. Những loại chai được sản xuất để dùng cho ngành thực phẩm và dược phẩm thì đòi hỏi rất cao về chất lượng. Phương pháp thổi có thể chia thành hai bước: - Bước thứ nhất là tạo ra một ống nhựa dẻo, hay thường gọi là parison. - Bước thứ hai là thổi khí nén vào để ép nhựa dẻo lên bề mặt trong của khuôn để tạo thành hình dáng theo mong muốn. Cả hai bước trên đều có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm. * Bước tạo ống nhựa dẻo: Yêu cầu của ống nhựa dẻo phải có độ dày phù hợp. Tùy theo sản phẩm mà nó có thể có độ dày đều hay lệch một phía. Nếu như bước này điều chỉnh độ dày của ống nhựa dẻo không hợp lý thì sản phẩm sẽ có chiều dày không đều, thậm chí có chỗ thiếu nhựa sẽ dẫn đến chai bị thủng, hoặc không đạt đúng khối lượng yêu cầu (quá nặng hay quá nhẹ so với đơn đặt hàng). *Bước thổi khí nén vào khuôn: Đây cũng là một bước hết sức quan trọng. Thông thường áp suất khí nén khi thổi vào khuôn là 8 bar. Cũng tùy thuộc vào loại sản phẩm mà có thời gian thổi khí vào lâu hay nhanh. Nếu khí thổi vào không đủ thì sản phẩm sẽ không đạt được hình dạng mong muốn, bề mặt sản phẩm bị nhăn, lồi lõm…Đối với những loại sản phẩm lớn (khoảng từ 2 lít trở lên, sau khi thổi trong khuôn xong, người ta còn thổi phụ thêm để tránh trường hợp nhựa co lại sau khi nguội). Phương pháp thổi bị giới hạn trong loại nhựa nhiệt dẻo (là loại nhựa khi bị gia nhiệt thì nó chuyển từ dạng rắn sang dạng dẻo và khi thôi gia nhiệt thì nó chuyển lại dạng rắn). Polyethylene (PE) là loại nhựa được sử dụng phổ biến nhất trong phương pháp thổi, đặc biệt là PE mật độ cao (HDPE) và PE có khối lượng phân tử cao (HMWPE). So với loại PE mật độ thấp (LDPE), khi cần độ cứng cao, HDPE và HMWPE cho hiệu quả kinh tế cao hơn do thành của sản phẩm có thể làm mỏng hơn. Một số sản phẩm của phương pháp thổi còn dùng các loại chất dẻo Công nghệ bao gói Page 7 Giới thiệu về các loại chai nhựa GVHD: Hoàng Xuân Tùng như polypropylene (PP), polyvinylchloride (PVC), và polyethylene terephthalate (PET). Việc xác định chiều dày ống nhựa, thời gian thổi, tốc độ đùn ra ống nhựa dẻo…đều được thực hiện trong quá trình điều chỉnh máy do loại vật liệu nhựa rất khó kiểm soát khi chuyển sang dạng dẻo và khi chuyển từ dạng dẻo sang dạng rắn. Thuyết minh quy trình: Nguyên liệu: Nguyên liệu được sử dụng là hạt nhựa PET và nhựa tái chế. Phối trộn: Tiến hành phối trộn hạt nhựa PET, nhựa tái chế và các phụ gia, màu với nhau. Nấu chảy – Ép phôi: Sau khi được gia nhiệt nhựa tiếp tục được đùn ép để tạo ra phôi nhựa. Ta sẽ thu được thành phẩm là phôi nhựa. Sau khi nung, phôi sẽ được đưa vào máy để thổi thành sản phẩm và được kiểm tra lần cuối từng chai về chất lượng (kích thước, độ đàn hồi…), đúng yêu cầu rồi mới đem nhập kho sản phẩm. Với đặc trưng là có thể tái sử dụng lại nên hao hụt nguyên vật liệu trong sản xuất là không lớn. Sản phẩm phôi không đạt tiêu chuẩn thường chỉ chiếm 2 - 4% và được đem tái chế lại. Thổi: lúc này cần thổi được gắn chặt vào miệng khuôn nhựa, không khí được đưa vào thông qua một lỗ hổng ở giữa cần thổi để ép nhựa dẻo vào bề mặt khuôn, nhằm đạt được sản phẩm có hình dạng như mong muốn. Công nghệ bao gói Page 8 Giới thiệu về các loại chai nhựa GVHD: Hoàng Xuân Tùng Kiểm tra sản phẩm: Một chai PET ra khuôn bị lỗi sẽ được kiểm tra bằng cách cắt chai nhựa để kiểm tra xem có bao nhiêu chai bị lỗi và lỗi tại nguyên công nào. Thực ra việc thổi chai PET này không cần sản phẩm phải chuẩn 100% so với thiết kế. Chai làm ra chỉ cần giống khoảng 99% và vẫn đảm bảo chất lượng là đạt yêu cầu. Các bước kiểm tra như sau 1. Công nhân cắt sẽ phát hiện và loại những sản phẩm bị lỗi: bị cháy nhựa, bị thủng, lệch… 2. Cân sản phẩm xem nó có đạt yêu cầu đơn đặt hàng không. 3. Cắt ngang sản phẩm để kiểm tra độ dày của thành chai có đều hay không. 4. Đổ nước vào, đóng nắp để một thời gian để kiểm tra xem sản phẩm có bị rò rỉ hay không. 5. Kiểm tra các kích thước hình học như chiều cao, rộng…bằng các dụng cụ như thước kẹp, panme… Các sản phẩm ở đây được lấy ngẫu nhiên để kiểm tra. Tùy theo yêu cầu về thực phẩm chứa đựng bên trong mà phương pháp thổi được áp dụng các kỹ thuật khác nhau. Hiện nay phổ biến nhất có hai phương pháp được sử dụng phổ biến là: phương pháp ép phun – thổi và phương pháp ép đùn thổi tương ứng với các sản phẩm chai là chai PET và chai nhựa dẻo (chai HDPE). 3.1 Phương pháp ép phun – thổi Công nghệ bao gói Page 9 Giới thiệu về các loại chai nhựa GVHD: Hoàng Xuân Tùng Nguyên liệu sử dụng trong phương pháp này cũng là nhựa dẻo. Nguyên lý của phương pháp này được mô tả như hình vẽ: Các bước mô tả quy trình phun thổi (1) Nhựa nóng chảy được phun vào xung quanh cần thổi (2) Khuôn mở ra và cần thổi cùng với nhựa dẻo được di chuyển đặt vào khuôn. (3) Khí nén được đưa vào, làm ép nhựa dẻo vào bề mặt khuôn nhằm đạt được sản phẩm có hình dạng như mong muốn. (4) Khuôn mở ra và sản phẩm được lấy ra ngoài. Trong phương pháp này có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm như: Việc chế tạo khuôn, việc lắp khuôn lên máy không chính xác, khuôn bị nghiêng, Nhựa không sạch…. Việc xác định chiều dày ống nhựa, thời gian thổi, tốc độ đùn ra ống nhựa dẻo…đều được thực hiện trong quá trình điều chỉnh máy do loại vật liệu nhựa rất Công nghệ bao gói Page 10 . loại vật liệu bao bì, tạo nên nhiều bao bì đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội. Công nghiệp bao bì hình thành và được chia thành nhiều lĩnh vực theo từng đối tượng được bao gói, trong. phần chính tạo nên một số loại bao bì dùng để bao gói thực phẩm và được biết đến như là nhóm bao bì “plastics”. 2.2 Công dụng, đặc tính của một số loại bao bì nhựa 2.2.1 PE (Polyethylene) Đặc. càng được sử dụng phổ biến làm chai lọ chứa chất lỏng như nước tinh khiết, nước có gas, nước ngọt, nước tương… 1. Khái niệm về bao bì Bao bì là loại vật dụng để bao, gói, giữ, chứa đựng một loại