Đang tải... (xem toàn văn)
Đây là cuốn sách đề tài có mọi kỹ năng mà tất cả mọi người đều cần có cho một năm thành công và hạnh phúc, chiến lược kinh doanh và tất cả các thứ khác, kể cả kinh doanh và cuộc sống . đây là người bạn có thể liên hệ để học được kỹ năng kinh doanh mà tất cả mọi người đều cần có cho một năm thành công và hạnh phúc, chiến lược kinh doanh và tất cả các thứ khác : https:www.facebook.comtairichloc các bạn có thể mua nhiều tài liệu với giá rẻ hơn, chi tiết liên hệ nick fb ở trên nha Các đồng chí có cần tìm và thêm tải tài liệu thì nhấp zô link này nhá : Tài Liệu Trần Thu Thảo – 123doc http:bit.ly2nsmI3T Các bợn giải trí thì zô kênh youtube này nhá : Tài Rich Entertaiment YouTube http:bit.ly2lPU1S0 Nếu các bạn cần tư vấn về tập gym , chăm sóc sức khỏe thì liên hệ : Tài – 0969 78 10 18 Chân thành cảm ơn, Have a nice day.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA –ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM & MÔN KỸ THUẬT BAO BÌ THỰC PHẨM GVHD: NHÓM SVTH: PGS.TS Đống Thị Anh Đào Nguyễn Hoàng Vũ 60903349 Cao Thị Huyền Trân 60902885 Phan Thị Kiều Mai 60901526 Ngô Hoàng Hiền Triết 60902898 Lê Văn Hiếu 60900804 Đặng Hải Thành 60702198 TP HỒ CHÍ MINH, 05/2012 TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA –ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM & MÔN KỸ THUẬT BAO BÌ THỰC PHẨM GVHD: PGS.TS Đống Thị Anh Đào NHÓM SVTH: Nguyễn Hoàng Vũ 60903349 Cao Thị Huyền Trân 60902885 Phan Thị Kiều Mai 60901526 Ngô Hoàng Hiền Triết 60902898 Lê Văn Hiếu 60900804 Đặng Hải Thành 60702198 TP HỒ CHÍ MINH, 05/2012 MỤC LỤC MỤC LỤC .3 Mở đầu Theo xu phát triển xã hội, bao bì dần vượt lên chức cổ truyền bao gói, trở thành yếu tố trọng tâm đưa sản phẩm thực phẩm nhà sản xuất tới gần người tiêu dùng Điều làm thúc đẩy cạnh tranh, tăng giá trị sử dụng sản phẩm Với đặc tính vượt trội mà bao bì mang lại, doanh nghiệp phần khẳng định thương hiệu góp phần đưa công nghiệp thực phẩm có bước tiến xa Bên cạnh đó, ngành thực phẩm tiên tiến, sức khoẻ cộng đồng, môi trường xanh mục tiêu cần đạt tới Chúng ta cần quan tâm nghiên cứu cải tiến để bao bì nói chung vật liệu chế tạo bao bì nói riêng ngày trở nên thân thiện với môi trường Do thời gian hạn hẹp, việc tìm hiểu chưa chuyên sâu nên báo cáo chúng em mức tổng hợp chưa cụ thể phân tích so sánh loại vật liệu bao bì Cùng với hiểu biết hạn hẹp, báo cáo tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, chúng em mong đóng góp cô bạn để trở nên thiết thực hoàn thiện Sau cùng, xin chân thành cảm ơn quan tâm giảng dạy dẫn cô tạo cho chúng hội tiếp cận lĩnh vực chuyên ngành học trở nên thiết thực Tp HCM, ngày 17 tháng năm 2012 Nhóm sinh viên thực PHẦN MỘT : VẬT LIỆU BAO BÌ GIẤY I TỒNG QUAN VỀ GIẤY Lịch sử hình thành & phát triển Ngành giấy ngành hình thành từ sớm Việt Nam, khoảng năm 284 Từ giai đoạn đến đầu kỷ 20, giấy làm phương pháp thủ công để phục vụ cho việc ghi chép, làm tranh dân gian, vàng mã… Năm 1912, nhà máy sản xuất bột giấy phương pháp công nghiệp vào hoạt động với công suất 4000 giấy/năm Việt Trì Trong thập niên 1960, nhiều nhà máy giấy đầu tư xây dựng hầu hết có công suất nhỏ (dưới 20000 tấn/năm) Nhà máy giấy Việt Trì; Nhà máy bột giấy Vạn Điểm; Nhà máy giấy Đồng Nai; Nhà máy giấy Tân Mai v.v… Năm 1975, tổng công suất thiết kế ngành giấy Việt Nam 72000 tấn/năm ảnh hưởng chiến tranh cân đối sản lượng bột giấy giấy nên sản lượng thực tế đạt 28000 tấn/năm Năm 1982, Nhà máy giấy Bãi Bằng Chính phủ Thụy Điển tài trợ vào sản xuất với công suất thiết kế 53000 bột giấy/năm 55000 giấy/năm, dây chuyền sản xuất khép kín, sử dụng công nghệ cơ-lý tự động hóa Nhà máy xây dựng vùng nguyên liệu, sở hạ tầng, sở phụ trợ điện, hóa chất trường đào tạo nghề phục vụ cho hoạt động sản xuất Ngành giấy có bước phát triển vượt bậc, sản lượng giấy tăng trung bình 11%/năm giai đoạn 2000 – 2006; Tuy nhiên, nguồn cung đáp ứng gần 64% nhu cầu tiêu dùng (năm 2008) phần lại phải nhập Mặc dù có tăng trưởng đáng kể nhiên, tới đóng góp ngành tổng giá trị sản xuất quốc gia nhỏ.( H.1) Hình 1: Đóng góp giá trị sản xuất ngành giấy GDP Các sản phẩm giấy Tùy theo mục đích sử dụng khác sản phẩm giấy chia thành nhóm: • Nhóm 1: Giấy dùng cho in, viết (giấy in báo, giấy in viết…) • Nhóm 2: Giấy dùng công nghiệp (giấy bao bì, giấy chứa chất lỏng …) • Nhóm 3: Giấy dùng gia đình (giấy ăn, giấy vệ sinh…) • Nhóm 4: Giấy dùng cho văn phòng (giấy fax, giấy in hóa đơn…) Hiện Việt Nam sản xuất loại sản phẩm giấy in, giấy in báo, giấy bao bì công nghiệp thông thường, giấy vàng mã, giấy vệ sinh chất lượng thấp, giấy tissue chất lượng trung bình… loại giấy tông kỹ thuật giấy kỹ thuật điện - điện tử, giấy sản xuất thuốc lá, giấy in tiền, giấy in tài liệu bảo mật chưa sản xuất Các loại nguyên liệu giấy Nguyên liệu để sản xuất bột giấy sợi cellulose có hai nguồn từ gỗ phi gỗ Bên cạnh giấy loại ngày trở thành nguồn nguyên liệu chủ yếu sản xuất giấy Bột giấy từ nguyên liệu nguyên thủy (gỗ hay phi gỗ) • Nguyên liệu từ gỗ loại rộng kim • Nguyên liệu phi gỗ loại tre nứa, phế phẩm sản xuất công-nông nghiệp rơm rạ, bã mía giấy loại Nguyên liệu để sản xuất bột giấy từ loại phi gỗ có chi phí sản xuất thấp không phù hợp với nhà máy có công suất lớn nguyên liệu loại cung cấp theo mùa vụ khó khăn việc cất trữ Tại Việt Nam lực sản xuất bột giấy đáp ứng ½ nhu cầu sản xuất giấy Do ngành công nghiệp giấy phải phụ thuộc vào nguồn bột giấy nhập Bảng 1: Bột giấy từ nguyên liệu nguyên thủy (gỗ hay phi gỗ) Loại nguyên liệu Gỗ mềm Gỗ cứng Rơm Chiều dài sợi L (mm) Đường kính sợi d (μm) 20 22 Tỷ số L/d 100 90 0.5 – 1.5 - 13 60 - 120 Bã mì 1.7 20 80 Tre 2.8 15 180 Lanh 55 20 2600 Lá dứa dại 2.8 21 130 Sợi cotton 30 20 1500 (lúa gạo, lúa mì) Bột giấy từ giấy loại • Giấy loại ngày sử dụng nhiều làm nguyên liệu cho ngành giấy ưu điểm tiết kiệm chi phí sản xuất Giá thành bột giấy từ giấy loại thấp loại bột giấy từ loại nguyên liệu nguyên thủy chi phí vận chuyển, thu mua xử lý thấp Tính trung bình sản xuất giấy từ giấy loại tiết kiệm 17 gỗ 1500 lít dầu so với sản xuất giấy từ nguyên liệu nguyên thủy Hơn nữa, chi phí đầu tư dây chuyền xử lý giấy loại thấp dây chuyền sản xuất bột gỗ từ nguyên liệu nguyên thủy Bên cạnh sản xuất giấy từ giấy loại có tác động bảo vệ môi trường Tính trung bình sản xuất giấy từ bột tái sinh giảm 74% khí thải 35% nước thải so với sản xuất giấy từ bột nguyên (Tạp chí công nghiệp tháng 12/2008) • So với bột giấy làm từ nguyên liệu nguyên thủy, bột giấy tái chế có chất lượng sử dụng để sản xuất loại sản phẩm chất lượng cao loại bao bì yêu cầu độ bền độ dai lớn (Bảng 2) Bảng :Tình hình sử dụng giấy tái chế Việt Nam (1999 -2007) Năm Giấy (tấn) 2000 tái chế 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 240500 233966 329157 481650 522262 533000 708500 903045 Thu gom (tấn) 120960 153626 194618 242675 280079 331751 388645 450058 Nhập (tấn) 119540 80341 452988 Tỉ lệ giấy thu hồi tổng NLSX giấy (%) 53% 48% 50% 62% 65% 62% 64% 70% Tỉ lệ thu hồi giấy qua sử dụng (%) 24% 24% 24% 25% 25% 25% 25% 25% 134540 238975 242184 201249 319856 (Nguồn: Tạp chí công nghiệp giấy tháng 1/2009) Xuất khẩu, nhập tiêu thụ giấy • Xuất giấy Chủ yếu xuất sản phẩm chất lượng trung bình thấp Năm 2008 Việt Nam xuất khoảng 127000 giấy, giảm 34% so với năm 2007 nhu cầu giấy giới giảm sút mạnh tác động khủng hoảng tài toàn cầu Chiếm phần lớn mặt hàng giấy xuất Việt nam giấy vàng mã sang thị trường Đài Loan Nhật Bản, nhóm giấy sản xuất từ bột kiềm không đòi hỏi chất lượng cao gây ô nhiễm môi trường Ngoài Việt Nam xuất phần giấy Tissue giấy in viết chất lượng trung bình thấp • Nhập giấy Do nhu cầu giấy tăng nhanh lực sản xuất nội địa, hàng năm Việt Nam phải nhập lượng giấy lớn Năm 2008, nước nhập 970,8 giấy loại chiếm 50% tổng nhu cầu nước Giấy nhập vào Việt Nam từ nhiều nước giới nhiên 90% giấy nhập từ nước Châu Á Ba nước xuất giấy lớn vào Việt Nam Thái Lan (chiếm 23% khối lượng, 20% giá trị), Đài Loan (19% khối lượng, 20% giá trị) Indonesia (19% khối lượng, 20% giá trị); Ngoài nhập từ số thị trường Trung Quốc, Hàn Quốc, Nhật Bản, Mỹ v.v… Về cấu nhập khẩu, giấy bao bì chiếm tỷ trọng cao nhu cầu mảng sản phẩm tăng cao năm gần Bảng 3: Cơ cấu giấy nhập • Tiêu thụ giấy Năm 2008, nhu cầu tiêu thụ giấy giảm ảnh hưởng khủng hoảng kinh tế bình quân giai đoạn 2000 - 2008, nhu cầu tiêu dùng giấy Việt Nam tăng trưởng 16,2% - tương đương tốc độ tăng trưởng sản xuất Tổng nhu cầu giấy năm 2008 đạt triệu tấn, cao gấp khoảng lần 504 ngàn năm 2000 Về cấu tiêu dùng, giấy bao bì chiếm tỷ trọng cao tổng nhu cầu giấy Việt Nam có tốc độ tăng trưởng tương đối cao Giấy bao bì chủ yếu phục vụ cho ngành công nghiệp đặc biệt sản xuất xi măng tăng trưởng mạnh Việt Nam Năm 2008 nhu cầu giấy làm bao xi măng tăng 10% so với năm 2007 (Hiệp hội giấy Việt Nam) Năm 2008, nhu cầu giấy bao bì tăng 15,8% so với năm 2007 Bảng :Cơ cấu tiêu dùng Do vậy, giấy bao bì chiếm tỷ trọng lớn ngành giấy Việt Nam nói riêng Hình 2: Sản lượng sản xuất giấy theo sản phẩm (2000-2008) Mặt khác, sử dụng nguồn nguyên vật liệu giấy, carton Châu Á có bước phát triển mạnh so với nước Mỹ, Nhật Châu Âu Hình 3: Nhu cầu giấy & carton giới Từ số thông kê việc sản xuất bao bì giấy mạnh thị trường hôm tương lai Tình hình tái chế giấy Một giải pháp đặt để giảm thiểu lượng chất thải công nghiệp giấy sử dụng nguồn nguyên liệu giấy sử dụng nguồn nguyên liệu để sản xuất giấy Giải pháp áp dụng phổ biến rộng rãi Nguồn nguyên liệu từ giấy tái chế coi vô tận có sản xuất có giấy thải Mặt khác tái chế biện pháp hữu hiệu giảm chi phí xử lý chất thải giảm giá thành sản phẩm Xét tổng thể, sản xuất giấy tái chế đem lại môi trường hơn, cải thiện sức khoẻ cộng đồng giải pháp quan trọng đảm bảo cho phát triển bền vững xã hội Bảng :Mức độ sử dụng thu gom giấy loại ‘%’ số quốc gia giới Nước % tái sử dụng % thu gom Đan Mạch Tây Ban Nha Thụy sĩ Đức Pháp Áo Trung Quốc Liên Bang Nga Bỉ 115 81 68 61 54 41 39 15 49 43 65 71 44 62 26 30 43 Nước Đài Loan Hàn Quốc Hà Lan Úc Nhật Bản USA Thụy Điển Phần Lan Canada 10 % tái sử dụng % thu gom 90 75 61 58 53 40 18 58 75 65 48 54 45 58 -42 68 10.2 Tính chất PC: PC có số tính chất đặc biệt quan trọng - 11 PC có tỷ trọng 1.2 Có tính chống thấm khí, cao loại LDPE, LLDPE, EVA thấp loại HDPE, PET, PP, BON, nylon Trong suốt, tính bền độ cứng vững cao, khả chống mài mòn không bị tác động thành phần thực phẩm Có thể dùng để làm bao bì cần cứng vững dạng bình, thùng chứa tích lớn, chén dĩa gia nhiệt hâm nóng thức ăn, PC thường dùng sản xuất linh kiện điện tử, lợp mái nhà Với khả chịu nhiệt độ cao PC dùng làm bao bì chứa thực phẩm cần trùng (t nc=122oC, tmin = -83oC), với độ dày cao khoảng 400µm PC không chế tjao màng có tính chống thấm khí, kém, giá thành cao gấp lần PP, nên sử dụng làm chai lọ, hộp PET, PP, nylon, HDPE Polystyrene (PS) 11.1 Cấu trúc PS Sản phẩm polystyrene (PS) có thị trường từ trước Thế chiến II Khoảng 450 ngàn PS dùng để chế tạo loại chén dĩa sử dụng lần (dùng bỏ đi), loại khay chứa bên bao bì để chống va chạm học khay chứa nguyên liệu thực phẩm tươi sống khác thùng chứa Polystyrene sản phẩm trùng hợp styrene với xúc tác khởi đầu peroxide Sự trùng hợp xảy nối đôi nhóm ethylene gắn với nhân thơm phản ứng xảy áp suất thấp khoảng nhiệt độ 105÷190 0C Tùy theo điều kiện xúc tác khác kỹ thuật trùng hợp tạo nên PS có mạch dài ngắn khác có phân tử lượng từ 40000÷ 220000 Sự chọn lựa phân tử lượng tùy thuộc vào phương pháp tạo hình sản phẩm PS phương pháp ép đùn hay thổi nhựa vào khuôn tạo dạng chai lọ… Cấu trúc PS sau: 69 11.2 Tính chất PS loại polymer vô định hình, có đặc tính sau: - Trong suốt Tính cứng vững cao, giòn Tính bền va chạm, mài mòn xé rách PC Nhiệt độ nóng chảy tnc= 880 C Tinh chống thấm nước tốt Tính chống khí Copolymer styrene cao su cải thiện thính bền cơ, giảm độ suốt, giá thành tăng cao Loại ký hiệu HIPS Khi HIPS đùn ép với polymer khác để tạo vật liệu ghép nhiều lớp dạng màng hay có tính cứng vững cao Ứng dụng: PS thổi dập tạo thành loại khay chứa đựng trứng, bánh, loại thức ăn ăn liền, loại nguyên liệu thực phẩm thịt cá tươi sống vòng 12 nhiệt độ 2÷40C PS dùng làm lớp lót cửa sổ cho bao bì ngoài, dạng bao bì hở để nhìn thấy vật phẩm bên Hình 23 : Khay đựng PS Loại foam PS loại PS sủi bọt cách trộn hexane khí N vào polymer trạng thái nhũ tương, gia nhiệt đùn, ép tạo thành vật chứa đựng, khí hexane gia nhiệt tăng thể tích dần tạo thành lỗ nhỏ li ti, sau thoát tạo tính xốp không cứng giòn có phụ gia TiO2 tạo màu trắng đục, cản quang Loại PS thổi phồng giãn nỡ khí gọi expanded PS (EPS) 70 EPS có tỷ trọng thấp dùng làm vật chứa đựng loại thực phẩm ăn liền Thực phẩm sử dụng vòng 24 giờ, làm vật liệu chêm lót PS định hướng hai chiều tăng tính chống thấm tính bền tạo màng làm bao bì lớp chống thấm khí tính giòn cứng Hình 24 : Thùng chứa EPS 71 12 Ionomer 12.1 Cấu trúc: Inomer loại plastic mà phân tử polymer có chứa nguyên tố kim loại, tạo mối liên kết ngang mạch polymer liên kết cộng hóa trị hay liên kết ion Bên cạnh tồn liên kết ion kim loại số nhóm chức chuỗi Liên kết ion có lượng cao liên kết khác chuỗi polymer nên chúng bổ sung số tính chất cho chuỗi polymer Đại diện tiêu biểu Syrlyn A Syrlyn A chế tạo dựa sở ethylen có tính chất tương tự polyethylen Nhóm carboxyl mạch polymer liên kết với ion kim loại như: Na +, K+, Mg2+ Zn2+ Cấu trúc inomer sau: 72 Chính liên kết nối chuỗi polymer với tạo nên tính chất độ bền cơ, độ xé rách, độ giòn tính chống va chạm cao PE Thuận lợi cho việc bao phủ bên lớp plastic khác làm tăng tính chất bền 12.2 Tính chất: - 13 Kém mềm dẻo Trong suốt, độ đục khoảng 1% màng dày 0.03 mm Cứng, có tính cứng vững cao nhiệt độ thấp (t = -99oC) Ionomer cứng vững PE 10 lần điều kiện, dễ gấp xếp, dùng bao gói sản phẩm có góc cạnh cách dễ dàng PE PE luôn có trạng thái mềm dẻo nên gấp xếp không giữ nếp gấp, nhóm có cực có phần tử ionomer tạo tính hấp thụ tia hồng ngoại đốt nóng đèn hồng ngoại Chống mài mòn tốt, so sánh với PC Tính chống thấm dầu mỡ cao, giảm dần theo nhiệt độ Bị ăn mòn acid không ăn mòn với môi trường kiềm đặc loãng Không bị hư hỏng ketone ester alcohol bị chảy mềm loại dung môi hydrocarbon Tính chống thấm khí tương tự PE, tính chống thấm nước cao PE Có khả in ấn tốt PE phải xử lý bề mặt Có thể hàn dán để ghép mí nhiệt Cellophane Cellophane polymer lấy từ thực vật, có nguồn gốc từ gỗ xử lý hóa học đùn ép tạo thành màng Thường không dùng riêng rẽ để bao gói thực phẩm Tính chất: - Có tính suốt, độ bóng bề mặt cao Tính bền học kém: lực kéo, lực xé, xé rách dễ dàng có vết cắt Không có độ cứng vững Không thể hàn dán nhiệt, cellophane phủ nitrocelloluse nhằm mục đích hàn dán nhiệt ghép mí tăng tính chống thấm khí Màng cellophane có tính cứng, giòn kéo căng cuộn lại cách dễ dàng hệ thống thiết bị tạo màng, bền có vết rách, thủng dễ dàng xé rách Tạo nếp gấp cách dễ dàng Giá thành cao 73 PHẦN NĂM: HƯỚNG PHÁT TRIỂN MỚI CỦA VẬT LIỆU BAO BÌ MỞ ĐẦU Theo thống kê sơ tài nguyên môi trường, trung bình ngày người tiêu dùng phải sử dụng túi nilon Thời gian để phân hủy túi nion khoảng 50 năm ảnh hưởng không nhỏ đến môi trường nhựa nhiệt dẻo phải từ 30 đến 50 năm, chí kỉ phân hủy mang đốt chúng gây ô nhiễm không khí Trong đó, chôn lấp gây tốn đất ảnh hưởng đến mạch nước ngầm hoạt động tái chế cần đầu tư trang thiết bị máy móc đắt tiền, hiệu kinh tế thấp Chỉ riêng năm 1996, giới sử dụng 150 triệu nhựa nhiệt dẻo Chính lí mà nhiều nước giới bắt đầu nghiên cứu polymer tự phân hủy kể từ năm 1980 để sử dụng nông, lâm nghiệp, chế biến thực phẩm ( bao túi đựng thực phẩm) y tế (màng mỏng phủ vết bỏng polymer để gắn xương) Năm 1980 giời có 7-12 sáng chế ngành Tuy nhiên, số tăng lên 1500 10 tháng đầu năm 2003 Hiện Mĩ thay 30% nhựa nhiệt dẻo polymer tự phân hủy Người Mỹ sử dụng 190 lbs nhựa năm, khoảng 60lbs sử dụng để đóng gói loại bỏ sau bao bì mở Nhiều vật liệu plastic loại bỏ nơi đổ rác nơi chúng tồn hàng kỉ Sự phát triển đân số luên quan tới vấn đề rác thải nhu cầu phát triển vật liệu có tính chống đỡ tốt hơn, dẫn đến việc đời công ty nghiên cứu chế tạo loại vật liệu polyme phối trộn từ nông nghiệp tin tưởng vật liệu polyme sinh học có tiềm lớn thị trường đóng gói thực phẩm thời gian tới có mặt làm giảm thiễu phụ thuộc dầu mỏ từ nước đồng thời giải vấn đề môi trường đặt Trong năm gần số quốc gia đưa đạo luật như: sở sở sản xuất phải chịu trách nhiệm với sản phẩm tạo cuối vòng đời tồn nó, sách giao vấn đề xử lý nước thải cho nhà sản xuất, giới hạn lượng bao bì đóng gói thực phẩm, khuyến khích tổ chức quyền sử dụng vật liệu sinh học Những sách giúp cho việc tạo môi trường phát triển cho polyme sinh học GIỚI THIỆU CHUNG Polymer xem “xanh” phải thỏa mãn yếu tố: Một chúng phải tạo I II từ nguồn nguyên liệu tái tạo, làm đổi lại như: trồng… Hai chúng phải trở thành phân bón bị phân hủy Hai điều kiện không phụ thuộc vào Có loại polyme: tự nhiên tổng hợp Polyme tự nhiên tạo từ nguồn hồi phục lại được: tinh bột, cellulose polymer tổng hợp dựa vào chế phẩm công nghiệp dầu mỏ Bao bì sinh học sản phẩm từ nguyên liệu tự nhiên, polymer tách trực tiếp từ sinh vật (dạng 1) hay polymer tổng hợp từ monomer có nguồn gốc sinh học (dạng 2), hay hợp chất hữu thiên nhiên biến đổi (dạng 3) Bao bì từ vật liệu sinh học phải đáp ứng tiêu chuẩn như: tính chống chấm (nước, khí, ánh sáng, mùi), đặc tính quang học (trong suốt,…), tính co giãn, đóng dấu in ấn dễ dàng, kháng nhiệt hóa chất, tính ổn định thân thiện với môi trường có giá cạnh tranh Hơn nữa, bao bì phải phù hợp với quy định bao bì thực phẩm, tương tác 74 bao bì thực phẩm phải đảm bảo chất lượng an toàn thực phẩm Vật liệu sinh học tự phân hủy thiên nhiên, không ảnh hưởng đến môi trường Nhờ không sử dụng hóa chất tổng hợp, bao bì từ sinh học an toàn III thực phẩm sức khỏe người MỘT SỐ LOẠI VẬT LIỆU Hiện nay, vật liệu bao bì sinh học chủ yếu từ polymer sinh học chẳng hạn : tinh bột, cellulose, protein, pullulan, gelatin… monomer tù chất hữu lên men Vật liệu từ tinh bột : Đây nguồn nguyên liệu phong phú, có sẵn rẻ tiền Tinh bột có thành phần amilose amilopectin Trong tự nhiên tinh bột có nhiều ngũ cốc, số loại củ số loại đậu Hạt tinh bột kết hợp với plastic truyền thống, đặc biệt kết hợp với polyolefins Khi plastic phân hủy vi sinh vật, vi sinh vật sử dụng tinh bột, làm tăng độ xốp tạo khoảng trống làm tính nguyên vẹn mạng plastic Có loại polymer phối trộn: poly(hydroxylalkanoates) (PHA), polylactic acid (PLA), thermoplastic tinh bột (TPS) Ba loại quan tâm năm gần PLA sản xuất từ lên men tinh bột (chủ yếu tinh bột bắp) Loại polymer tiêu tốn lượng plastic Mặc dù polymer thân thiện với môi trường, chưa sử dụng rộng rãi chi phí sản xuất cao Polyme TPS polymer 100% từ tinh bột có chỗ đứng thị trường Nó có ưu điểm là: chi phí lượng, giá thấp so với plastic truyền thống Mặc dù có nhiều ưu điểm nhiều rào cản khiến chúng chưa sử dụng rộng rãi: hoài nghi người tiêu dùng, chi phí nguyên liệu, chi phí kỹ thuật Để vượt qua rào cản phải có sách sau: Đưa nghiên cứu mở rộng việc đóng gói bao bì có bổ sung khí Tiếp tục nhắm vào mặt hàng cửa hàng tạp hóa, sản phẩm trái cây, rau, sản phẩm snack cho trẻ em thực phẩm cho vật nuôi nhà Tìm kiếm đồng tình ủng hộ tổ chức có quan tâm đến vấn đề môi trường như: trường đại học, cao đẳng, đồng thời tìm kiếm tổ chức quan tâm đến vấn đề để giúp đỡ lẫn Nhấn mạnh vào tiện ích nhiều người không quan tâm đến môi trường tiện ích 75 Vật liệu Polylactic acid -PLA Những vật liệu đóng gói plastic vững chắc, sử dụng phải thỏa mãn điều kiện: không đắt tiền, nhẹ, sạch, không thấm khí, không thấm nước dầu Người ta sản xuất PLA dựa vào nguồn nguyên liệu từ tinh bột bắp Bắp xay cán Sau đường hóa thành dextrin Các dextrin chuyển thành acid lactic qua trình lên men Và cô đặc, lúc phân tử lactic kết hợp lại thành cấu trúc vòng gọi lactid Hợp chất lactid làm qua trình chưng cất Sau dó chúng trùng hợp tạo chuỗi polymer mạch dài Để có nhiều loại ta thay đổi phân tử lượng độ Bằng cách thêm vào nhiều chất bổ sung ta có vật liệu PLA Sau đó, vật liệu bán cho công ty gia công thêm sản phẩm cuối Sau thời gian sử dụng PLA bị hủy tái chế lại Mặc dù có nhiều ích lợi môi trường có nhiều khía cạnh kỹ thuật cần giải Ví dụ: tinh bột dễ tương tác với nước nên nhiều thuộc tính PLA phụ thuộc nhiều vào độ ẩm Điều có nghĩa PLA không sử dụng thị trường chai, lọ Mặc khác PLA chịu nhiệt độ tối đa khoảng 1140 F Nếu vượt qua nhiệt độ PLA tan chảy Vật liệu PHA Poly(hydroxylalkanoates) hay PHA vật liệu polymer khác có nhiều hứa hẹn Polymer nghiên cứu để thay cho bao bì plastic Các nhà sinh học biết đến tồn PHA từ năm 1925 tế bào vi khuẩn Nhiều loại PHA tổng hợp từ nguồn cacbon, vi sinh vật hữu khác có qua trình gia công Có phương pháp để tổng hợp nên PHA : 76 - Phương pháp lên men gồm : trồng trồng bắp, thu họach, tách chiết glucose từ trồng sau lên men đường tế bào chứa PHA, rửa xoáy đảo tế bào để giải phóng PHA sau cô đặc phơi khô khuôn - Quá trình tổng hợp dựa vào phát triển PHA tế bào trồng kỹ thuật mà theo đuổi Quá trình giống với trình mô tả bỏ qua giai đoạn lên men Người ta sử dụng lượng lớn dung môi để trích ly nhựa từ trồng Sau phải tìm cách loại dung môi Do tốn lượng Một ưu điểm PHA so với PLA khả tự phân hủy cao dễ tổng hợp Khi đặt vào môi trường sinh vật tự nhiên tự phân hủy thành CO2 nước Điều giúp có nhiều ứng dụng sống Vật liệu TPS Vật liệu tinh bột có chứa chất dẻo chịu nhiệt (Thermoplastic Starches) Thermoplastic Starches có nhiều bước phát triển ngành công nghiệp polymer sinh học Những polymer tạo từ tinh bột bắp, lúa mì, khoai tây Thermoplastic Starches (TPS) khác PLA PHA chúng không qua giai đọan lên men Để có thuộc tính giống plastic, TPS trộn với vật liệu tổng hợp khác Tinh bột liên kết với polyme tổng hợp khác, với hàm lượng tinh bột lớn 50% tạo nên lọai plastic mà đáp ứng dụng nhu cầu thị trường EAA (copolyme ethylen-acrylic acid): nghiên cứu từ năm 1977 Nhược điểm loại plastic nhạy cảm với thay đổi môi trường, dể bị rách trượt không phân hủy cách hoàn toàn vi sinh vật Starch/vinyl alcohol copolymers : tùy vào điều kiện gia công, loại tinh bột thành phần copolmers tạo nên nhiều loại plastic với hình dạng hoạt tính khác Plastic chứa tinh bột có tỷ lệ AM/AP lớn 20/80, không hòa tan nước sôi Còn plastic chứa tinh bột có tỷ lệ AM/AP nhỏ 20/80 hòa tan phần Tỷ lệ tinh bột phân rã vi sinh vật vật liệu tỷ lệ nghịch với hàm lượng AM/phức vinyl alcohol Điểm hạn chế vật liệu giòn nhạy cảm với độ ẩm Cơ chế phân hủy : Thành phần tự nhiên : dù che chắn cấu trúc mạng bị phân hủy enzyme ngoại bào vi sinh vật Thành phần tổng hợp phân hủy hấp phụ bề mặt vi sinh vật, tạo bề mặt trống cho thủy phân thành phần tự nhiên Aliphatic polyesters : tinh bột cấu trúc lại với diện polymer kỵ nước polyester béo Polyester béo có điểm tan chảy thấp khó tạo thành vật liệu nhiệt dẻo thổi tạo hình Khi trộn tinh bột với polyester béo cải thiện nhược điểm Một số polyester béo thích hợp poly-caprolactone copolymer nó, polymer tao thành từ phản ứng glycol 1,4 – butandiol với số acid: succinic, sebacic, adipic, azelaic, decanoic, brassillic Sự kết hợp tăng thuộc tính cơ, giảm nhạy cảm với nước tăng khả phân hủy 77 Vật liệu từ Cellulose Cellulose nguồn nguyên liệu phong phú, không hòa tan nước hầu hết dung môi hữu Cellophane (giấy bóng kính) dạng phổ biến bao bì từ Cellulose, sử dụng cho nhiều loại thực phẩm tính chống thấm dầu, khả ngăn cản công vi khuẩn tính suốt Cellophane thường phủ lớp với nitro cellulose acrylate để tăng khả chống thấm, lớp phủ không phân hủy lớp vi sinh vật Chúng ta bao gói bánh mì cellophan-một loại vậ t liệu phân hủy sinh học dùng bao gói thực phẩm, loại vật liệu có giá cạnh tranh với plastic thông thường, ưu điểm khác phân hủy nhanh sau sử dụng, chí ăn Ngoài Cellulose acetate kết hợp với tinh bột để tạo nên plastic dễ phân hủy vi sinh vật Cellulose kết hợp với Chitosan tạo màng có khả thấm khí thấm nước cao Hình 25 : Đường cong phân hủy plastic sinh học Vật liệu bao bì từ cellulose: sử dụng để bảo quản số loại rau dễ bị hư hỏng như: dâu tây, đào, chuối, nấm,… Vật liệu từ Chitin Chitosan Chitin tổng hợp chủ yếu côn trùng, tôm cua nấm sợi, loại composit bền vững tạo khung bảo vệ cho chúng Chitin khử nhóm acetyl tạo thành Chitosan Chitin Chitosan hai loại polymer có đặc tính phù hợp để tạo dạng màng dạng sợi 78 Chitin Tên hóa học: Poly-N-Acetyl-D-Glucosamine or :[(1-4)]-2-Acetamido-2-deoxy-ß-Dglucan CT phân tử: (C8H13NO5)· n Sản phẩm polysaccharide cao phân tử chiết tách từ tôm cua biển Chitosan Tên hóa học: Poly-(1-4)-2-Amino-2-deoxy-ß-D-Glucan CT phân tử: (C6H11O4N)· n 79 Mater – Bi Mater –Bi chất dẻo sinh học tạo thành từ tinh bột chất dẻo tử dầu mỏ (polycarrolactan) Mater – Bi thường dùng làm ly muỗng dùng lần Một số tính chất Mater-Bi; - Có khả tự phân hủy sử dụng làm phân bón - Có khả sử dụng tiện lợi loại bao bì plastic khác - Có thể tạo màu chất màu tự nhiên - Có khả tạo bao bì ghép lớp với loại vật liệu khác giấy, giấy bìa, giấy gợn sóng… - Có thể tiệt trùng tia gamma - Có thể dán nhiều loại kết dính IV TƯƠNG LAI CỦA POLYMER SINH HỌC Vấn đề thân thiện với môi trường ngày coi trọng đặc tính vật liệu và giá yếu tố quan trọng Hầu hết polymer sinh học có đặc tính gần giống polymer truyền thống, đặc tính (độ co giãn đàn hồi …) tùy thuộc vào nguyên liệu thô phương pháp gia công Ngày nay, giá nhiều loại vật liệu sinh học gần vượt chút so với PET PA, ngoại trừ PHAs, có giá gấp 10 lần plastic truyền thống Tuy nhiên, lượng sản phẩm hơn, ảnh hưởng đến vấn đề giá cả, sản xuất với số lượng lớn giá chúng thấp Các nghiên cứu khoa học tìm lượng lớn vật liệu sinh học thích hợp cho bao bì thực phẩm việc ứng dụng chúng nhiều hạn chế Chúng ta không mong thay hoàn toàn vật liệu truyền thống vật liệu sinh học thời ngắn, nhiên, thật vật liệu tương lai, mà đặc tính giá chúng tương đương với vật liệu truyền thống PHẦN SÁU: VÀI NHẬN XÉT VỀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG NGHIỆP BAO BÌ 80 Bao bì có tính động thường xuyên thay đổi, vật liệu đòi hỏi phương pháp sản xuất mới, cần có thiết bị Chu kỳ thay đổi ngày nhanh Chất lượng bao bì ngày tốt Các nhà sản xuất bao bì cân nhắc kỹ lưỡng để định làm để bao bì thể thống với sản phẩm bên góp phần để gia tăng giá trị sản phẩm Không thế, bao bì phải có tính kinh tế, nghĩa với lượng vật liệu tối thiểu phải có số thành phẩm tối đa Bao bì phải vừa khít, trình đóng gói sản phẩm dễ dàng tốn thời gian, giảm thiểu số màu in đạt hiệu trình bày Tuy vậy, tương lai công nghiệp bao bì phải đối đầu với thách thức lớn công nghệ, khuynh hướng bao bì phải mỏng hơn, nhẹ hơn, an toàn cho môi trường, suất đóng gói cao hơn, in ấn đẹp Trong nguyên vật liệu phục vụ cho ngành ngày khan hiếm, yêu cầu khách hàng nhà sản xuất bao bì ngày khắt khe thường xuyên đòi hỏi cao hơn, đồng thời quản lý phủ ngày nghiêm khắc Tất doanh nghiệp bao bì đặt xu hướng cắt giảm chi phí lên hàng đầu Ngày mong đợi việc giữ hoạt động sản xuất kinh doanh không liên tục nâng cao chất lượng hiệu sản xuất dịch vụ, phải tìm biện pháp phục vụ tốt nhất, mang lại nhiều lợi ích cho khách hàng Xem bao bì công cụ tiếp thị xu hướng quan trọng mà cần quan tâm Việc thay đổi thói quen tiêu dùng từ mua hàng từ cửa hiệu nhỏ đến mua hàng siêu thị ảnh hưởng nhiều đến thiết kế bao bì Như vậy, hình dáng, vẻ bề bao bì, thương hiệu sản phẩm thực đóng vai trò quan trọng định mua hàng Các nhà quản lý thương hiệu sản phẩm ngày nhận thức tầm quan trọng nhãn hiệu mang tính quốc tế nhãn hiệu mang tính quốc gia Điều đặt yêu cầu doanh nghiệp sản xuất bao bì phải áp dụng tiêu chuẩn quốc tế sản xuất phân phối sản phẩm bao bì Các khách hàng trông đợi vào nhà sản xuất mở rộng bao bì cung cấp không chỗ mà khu vực toàn cầu Thị trường mở rộng, phạm vi mở rộng, sản phẩm đa dạng đòi hỏi kha phối hợp nhịp nhàng linh hoạt yếu tố người lại trở nên quan trọng định Mối quan hệ nhà sản xuất bao bì, người sử dụng bao bì người tiêu dùng trở nên quan trọng lúc hết Công nghệ thay đổi, khoa học phát triển điều kiện quan trọng để phát triển sản xuất, nhiên công nghiệp bao bì Việt Nam có liên kết chặt chẽ nhà sản xuất ngành, có định hướng đắn nhà quản lý chiến lược có khả cạnh tranh lớn mạnh TÀI LIỆU THAM KHẢO Đống Thị Anh Đào, Kỹ thuật bao bì thực phẩm, Nhà xuất Đại học Quốc Gia TPHCM, 2008 81 http://www.plasticvina.com/news.php?item=20110106162301 http://nld.com.vn/20120207102545209p0c1014/dua-vao-hoat-dong-nha-may-chai-lo-thuy-tinhcong-nghe-cao.htm 82