Bài tập nhóm bộ môn kỹ thuật gia công polymer

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.15 MB, 16 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO</b>

<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b>MỞ ĐẦU</b>

Bao bì nói chung và bao bì thực phẩm nói riêng đã được con người bit đn và sử dụng từ lâu đời. Ty thuộc vào từng giai đoạn phát triển mà các hình thức và mẫu mã bao bì cng khác nhau.

Sau đó, nhờ sự phát triển của các ngành như: công nghiệp gốm, sứ; thủy tinh; công nghiệp luyện kim; công nghiệp giấy; công nghiệp chất dẻo mà ngành công nghiệp bao bì thực phẩm cng có những bước phát triển vượt bậc.

Hiện nay trên th trường, bao bì đã được sử dụng phổ bin với nhiều chủng loại, mẫu mã rất đa dạng và phong phú. Bao bì được chứa đựng tất c các loại hàng hóa trong quá trình bo qun, vận chuyển, phân phối và kiểm tra. Ngày nay các loại bao bì sử dụng phổ bin được làm từ các vật liệu thủy tinh, kim loại, giấy, nhựa, PE,... đều có tác dụng bo vệ hàng hóa tốt.

Ty theo phương pháp đóng bao bì mà trên th trường có nhiều loại bao bì khác nhau. Một trong các loại bao bì đó là bao bì được đóng bằng phương pháp tetrapak cịn gọi là bao bì tetrapak hay bao bì tetrabick.

Bao bì tetrapak ra đời như một phương tiện hữu dụng, ph hợp với nhiều chỉ tiêu cho các sn phẩm như sữa hay nước trái cây,...đồng thời vẫn giữ giữ được chất lượng của sn phẩm, đm bo sức khỏe cho người tiêu dng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<b>1.Giới thiệu1.1. Khái niệm</b>

Bao bì Tetrapak là loại bao bì màng ghép rất nhẹ nhằm mục đich vơ trng, đm bo chất lượng tươi nguyên ban đầu cho sn phẩm giàu dinh dưỡng và vitamin từ nguồn nguyên liệu. Bao bì nhẹ, có tinh bo vệ mơi trường, tiện ich cho sử dụng, chuyên chở, phân phối và bo qun sn phẩm ở nhiệt độ thường với thời gian dài.

<b>1.2.1.Tetra Classic</b>

Tetra Classic có dạng hình tứ diện, là ý tưởng đầu tiên của tập đoàn Tetra Pak trong bước khởi đầu chinh phục th trường bao bì th giới, Tetra Classic ra đời năm 1952 và trở nên phổ bin ngay sau đó. Đây là loại sn phẩm có lch sử lâu đời, sức cạnh tranh cao, giá c phi chăng và thit k bắt mắt.

Tetra Classic Aseptic thich hợp đựng nước ép trái cây, sữa, kem đá, trà lạnh và thực phẩm dạng lỏng có độ sánh/đặc cao.

 Ưu điểm:

 Kiểu dáng bắt mắt, thú v, thu hút người tiêu dng  Giá thấp, chất lượng cao

 Thit b rót tốc độ cao, hiệu suất tốt  Bo qun sn phẩm ở nhiệt độ thường.

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

<b>1.2.2.Tetra Brik</b>

Tetra Brik với hình dạng chữ nhật có kich thước hội đủ các tiêu chuẩn quốc t về bốc dỡ hàng hóa, ra đời vào năm 1969 đn nay đây là loại bao bì có th phần lớn nhất trong các sn phẩm bao bì của Tetra Pak hiện nay. Tại Việt Nam dạng bao bì này được sử dụng khá nhiều trong các sn phẩm nước trái cây, sữa tươi tiệt trng của Nestle, Vinamilk, Dutch Lady…

Tetra Brik th hệ mới d sử dụng, d vận chuyển, tạo sự khác biệt nhờ thit k mặt trên nghiêng góc, d dàng gây ấn tượng trong việc trưng bày sn phẩm.

 Ưu điểm:  Giá thành thấp

 Thuận tiện cho người sử dụng

 D sắp xp trong vận chuyển và lưu trữ trong kho lạnh và tại nhà  Có nhiều loại nắp đóng để lựa chọn, từ loại đơn gin đn loại có tinh năng cao.

Tetra Brik có 5 kiểu dáng chinh (Base, Mid, Slim, Square and Edge) với nhiều hình dáng và dung tich khác nhau, từ 200ml tới 1.000ml.

<b>1.2.3.Tetra Recart</b>

Tetra Recart là bao bì giấy đầu tiên có thể gia nhiệt, dành cho các loại thực phẩm đóng hộp, bo qun ở nhiệt độ thường, vi dụ như rau, đậu, cà chua, thức ăn cho vật nuôi, súp và các loại nước sốt.

Tetra Recart giữ thực phẩm ch bin sẵn tươi ngon tới 24 tháng ở nhiệt độ thường mà không cần dng tới chất bo qun. Tetra Recart an toàn, hiện đại và tiện dụng.

 Ưu điểm

 Qung bá thương hiệu tốt, nổi bật trên quầy hàng  Tit kiệm không gian trưng bày tới 40%

 D dàng vận chuyển/lưu kho nhờ hình dáng vuông, trọng lượng nhẹ  Thuận tiện, d mở, d bo qun và tái ch được.

Bao bì Tetra Recart có các dạng dung tich từ 200 đn 500ml, tất c đều d mở bằng cách xé góc.

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<b>1.2.4.Tetra Rex</b>

Tetra Rex là các hộp giấy đnh hình sẵn được đưa vào máy rout, tại đây chúng sẽ được b hộp, hàn đáy được rit đầy sn phẩm và hàn đỉnh lại. Loại bao bì này tại th trường Việt Nam chúng ta d dàng bắt gặp qua các sn phẩm sữa thanh trng Lotha Milk.

Tetra Rex d dàng khi rót, khi vận chuyển và đặc biệt gii pháp blank-fed có thể giúp chuyển đổi dung tich chỉ trong vài phút một cách d dàng. Bao bì Tetra Rex là gii pháp tuyệt vời cho các sn phẩm cần giữ lạnh.

 Ưu điểm:

 Đáng tin cậy, với khong 200 tỷ bao bì đã được sn xuất.

 Gii pháp blank-fed giúp chuyển đổi dung tich nhanh chóng, d dàng.  Có nhiều loại nắp, kiểu mở hộp và kỹ thuật in linh hoạt.

 Cho phép tăng dung tich tới 2.000ml.

 Bao bì đặc biệt giúp bo qun sn phẩm có độ axit cao trong điều kiện thường.

 Có sn phẩm bao bì FSC™.

Thân thiện với mơi trường: 80% vật liệu trong bao bì giấy Tetra Rex® loại 1 lit là bột giấy, được làm từ g - nguồn tài nguyên có thể tái tạo. Với việc giới thiệu nắp sinh học mới TwistCap OSO 34, tỷ lệ vật liệu có thể tái tạo trong bao bì giấy đã tăng thêm 4%, giúp tăng tinh thân thiện với môi trường của bao bì giấy.

Hình 1.1. Cấu trúc của bao bì Tetrapak

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

 Lớp 1 (màng HDPE): chống thấm nước, bo vệ lớp in bên trong bằng giấy và tránh b trầy xước.

 Lớp 2 (giấy in ấn): trang tri và in nhãn.

 Lớp 3 (giấy kraft): có thể gấp np tạo hình dáng hạt, lớp này có độ cứng và chu đựng được những va chạm cơ học.

 Lớp 4 ( màng copolymer của PE): lớp keo kt dinh giữa giấy kraft và màng nhôm.

 Lớp 5 (màng nhôm): ngăn chặn ẩm, ánh sáng, khi và hơi.

 Lớp 6 (ionomer hoặc copolymer của PE): lớp keo kt dinh giữa màng nhôm và màng HDPE trong cng.

 Lớp 7 (LDPE): cho phép bao bì d hàn và tạo lớp trơ tip xúc với sn phẩm bên trong.

Việc sử dụng màng nhôm, màng ionomer dạng chất keo kt dinh, màng PE trong cng tạo nên tinh thuận lợi cho bao bì tetra brik vì nơi cắm ống vào để hút là bề mặt hình trịn tạo chỉ bởi ba lớp này, tạo sự d dàng đục l bằng đầu nhọn của ống hút.  Trong loại bao bì này màng PE được sử dụng lặp lại ba lần với ba chức năng khác nhau: tạo lớp che phủ ngoài cng (bằng HDPE), tạo lớp trong cng d hàn nhiệt ghép mi thân.

<b>1.4.Ưu – nhược điểm của bao bì Tetrapak1.4.1.Ưu điểm</b>

- Trước tiên về mặt kinh t, bao bì Tetra Pak rẻ hơn rất nhiều so với các bao bì bằng thủy tinh, bằng g hay kim loại

- Gim tổn thất tối đa hàm lượng vitamin (gim hơn 30% so với chai thủy tinh) - Đm bo cho sn phẩm không b bin đổi màu, mi

- Ở nhiệt độ thường thời gian bo qun thực phẩm dài hơn so với các loại bao bì khác

- Ngăn cn sự tác động của ánh sáng và oxy - D dàng vận chuyển và sử dụng

- Có thể tái ch nên gim thiểu được ô nhim môi trường - Đm bo cho sn phẩm được vô trng tuyệt đối

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

- Đặc biệt lợi th là chi phi vận chuyển gim, siêu nhẹ nhưng bền và dai - Tetra Pak thuận tiện hơn nhiều vì khơng phi lưu giữ vỏ chai hay can nhôm để đi đổi hay tr lại

- Kh năng tái sinh tốt

- Giữ được các vitamin còn nguyên vẹn đn tay người tiêu dng - Bo đm cho sữa, thực phẩm giữ nguyên được hương v của chúng

- Bề mặt tương đối phẳng, độ trắng của giấy đm bo cho tinh chất của hình nh tạo thành rào chắn giúp cho các loại thực phẩm dạng lỏng ổn đnh không b xâm hại bởi các tác nhân (vi sinh) có thể xuất hiện bởi ánh sáng và không khi

- Không cần dng đn hệ thống trữ lạnh và xe đơng lạnh trong q trình phân phối sn phẩm

- Các hệ thống ch bin và đóng gói Tetra Pak vận hành đơn gin, tit gim chi phi thit b, kinh t trong việc phân phối

- Có kh năng chống thấm mi, khi, dầu mỡ và sự xâm nhập của vi sinh vật.

<b>1.4.2.Nhược điểm</b>

- Không chu được nhiệt độ cao - Kh năng chu lực không cao

- Không chu được va chạm mạnh, bin dạng trong khi vận chuyển và trưng bày - D thấm nước làm cho bao bì d rách

- Khơng thể nhìn thấy được sn phẩm bên trong

Áp dụng cho những loại thức uống dạng lỏng, đồng nhất hoặc huyền ph, nh tương với kich thước hạt rất nhỏ, độ nhớt không quá cao như nước ép rau qu.

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

Hình 1.2. Mơ †t số ứng dụng của bao bì Tetrapak

Khơng chỉ có sữa… Hiện nay, rất nhiều loại thực phẩm lỏng như sữa, nước trái cây và thức uống, rượu, nước, sn phẩm từ cà chua, súp, món tráng miệng, đậu nành và các sn phẩm dinh dưỡng khác đang được đựng trong hộp giấy.

<b>2.Nguyên liệu v2 đơn pha chế</b>

Vỏ hộp được xp thành 7 lớp khác nhau, từ 3 loại nguyên liệu, và tráng nhựa bên ngoài cng. Gồm có:

 Những lớp giấy bìa và nhựa (75%)  Polyethylene (20%)

 Lớp lá nhôm siêu mỏng (5%).

Vỏ hộp giấy cng sử dụng lớp nhôm để giúp tồn trữ sn phẩm ở nhiệt độ bình thường trong thời gian dài. Các loại vật liệu này được ép một cách khéo léo để tạo thành một cấu trúc bền vững.

<b>3.Quá trình sản xuất</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

<b>Sơ đồ quy trình sản xuất bao bì Tetrapak</b>

Thuyt minh quá trình:

Bao bì Tetrapak là loại bao bì màng ghép trong cấu trúc có các lớp PE nên công đoạn tạo ra màng nhựa PE là bước đầu tiên. Các phương pháp tạo màng sẽ được giới thiệu ở các mục nhỏ phia dưới một cách cụ thể và bài báo cáo này xin đề cập về

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

phương pháp đn thổi trực tip. Sau bước tạo màng là đn giai đoạn chọn ra vật liệu giấy ph hợp để cho việc in ấn tốt nhất và chất lượng in cng sẽ được kiểm tra một cách cẩn thận và tỉ mỉ. Sau đó, một màng nhơm siêu mỏng sẽ được mang đn cng với các lớp vật liệu nhựa, người ta đưa qua một hệ thống để ép chúng lại với nhau và quấn thành từng cuộn có chiều rộng bằng chu vi của thân trụ hộp (phi có phần ghép mi và thân), các phần dư ra sẽ được cắt bỏ. Trước khi chit rót, cuộn giấy đi qua một hệ thống để căng thẳng bề mặt và tiệt trng bằng hơi H<small>2</small>O<small>2</small> trong phịng kin vơ trng và được đưa vào máy hàn dọc thân hộp và ghép đáy. Sau đó dch thực phẩm được rót đnh lượng vào hộp và bao bì được hàn ghép mi đầu, cắt rời, xp góc. Hộp sn phẩm được dịng nước phun để làm sạch chất lỏng dinh ở các mối hàn đầu và đáy, sau đó được thổi khơng khi nóng để khơ hộp.

<b>3.1. Phương pháp tạo m2ng nhiều lớp</b>

Có 2 phương pháp chinh: trực tip và gián tip

<b>3.1.1.Phương pháp đùn cán trực tiếp</b>

Nguyên tắc: được thực hiện rất đơn gin. Từ các vật liệu ban đầu là polymer người ta cho vào những đường dẫn khác nhau trên thit b đn cán sau đó được dẫn vào một đường ống chung và đn cán trực tip ra các màng ghép.

Ưu điểm: tit kiệm thời gian và hạn ch hiện tượng tách lớp giữa các lớp màng ghép.

Nhược điểm do trực tip đn cán từ nhiều loại vật liệu nên sự đồng đều bề mặt<b>:</b>

không cao. Phi dựa vào độ nóng chy của từng loại nhựa trước khi đn ép cng như các vật liệu đn cán phi có cấu trúc tương tự nhau.

<b>3.1.2.Phương pháp đùn thổi</b>

Nhựa nóng chy được đẩy qua một khe tạo hình vành khuyên, thường bố tri thẳng đứng, để tạo thành một ống thành mỏng. Không khi được đưa vào thông qua một l hổng ở giữa khuôn thổi vào bên trong để thổi phồng ống. Phia trên khuôn người ta bố tri một vịng khơng khi tốc độ cao để làm nguội màng phim nóng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

Hình 3.1. Cấu tạo bộ phận đn thổi

Ống màng sau đó tip tục đi lên, tip tục được làm lạnh đn khi nó đi qua con lăn để làm dẹp lại tạo thành màng đơi. Màng đơi này sau đó được đưa ra khỏi tháp đn thông qua một hệ thống các con lăn.

Hình 3.2. Hệ thống máy đn thổi

Thông thường, khong tỉ lệ giữa khuôn và ống màng thổi từ 1,5 - 4 lần so với đường kinh khuôn. Mức độ kéo căng của màng khi chuyển từ trạng thái nóng chy sang nguội c theo chiều bán kinh lẫn chiều dọc ống có thể d dàng điều khiển bằng cách thay đổi thể tich không khi ở bên trong ống và thay đổi tốc độ kéo. Điều này giúp cho màng thổi ổn đnh hơn về tinh chất so với màng đúc hay đn truyền thống chỉ có kéo căng dọc theo chiều đn.

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

Đối với phương pháp này trước tiên người ta phi sn xuất ra các loại màng đơn khác nhau sau đó ghép chúng lại với nhau theo phương pháp ép nhiệt có hoặc khơng có lớp kt dinh.

Trong phương pháp ghép này đòi hòi các màng ghép phi có sự tương thich về cấu trúc và bề mặt của từng lớp màng.

<b>3.1.3.Phương pháp đùn cán gián tiếp</b>

Nguyên tắc: cng được thực hiện trên cng một thit b nhưng phương pháp tin hành khác nhau. Trên cng một đường dẫn các vật liệu không được đn ra cng lúc mà các lớp được đn ra theo trình tự nhất đnh. Khi lớp màng thứ nhất được đn ra, lớp nhựa đầu tiên khơ lại hay đã đóng rắn thì lớp nhựa thứ hai được trãi lên lớp nhựa thứ nhất và trình tự cứ như vậy thì màng ghép sẽ được tạo ra.

Ưu điểm các vật liệu cho vào thit b đn cán có thể khác nhau và đm bo<b>:</b>

được độ đồng đều bề mặt sau khi đn cán.

Nhược điểm phương pháp này mất khá nhiều thời gian so với phương pháp<b>:</b>

đn cán trực tip.

Yêu cầu của quá trình:

- Trong quá trình đn cán nguyên liệu plastic phi không được lẫn nước do nước sẽ làm cho cấu trúc hạt trở nên không đồng đều và làm gim liên kt giữa các hạt plastic khi đn cán.

- Đồng thời phi chú ý đn nhiệt trong quá trình đn cán nu q cao có thể gây hư hỏng cấu trúc của plastic.

- Lớp màng phi có kh năng hàn dán nhiệt tốt và có tinh trơ đối với sn - phẩm tinh chống thấm tốt.

<b>3.2.Phương pháp ghép m2ng3.2.1.Phương pháp ghép ướt</b>

Ở phương pháp ghép ướt là phương pháp ghép bằng keo, tại thời điểm ghép hai lớp vật liệu với nhau chất kt dinh (keo) ở trạng thái lỏng. Đây là phương pháp ghép được sử dụng khá rộng rãi đặc biệt ứng dụng nhiều nhất khi ghép màng nhôm với giấy.

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

Keo sử dụng trong phương pháp ghép này là dạng keo polymer nhân tạo gốc nước.Trong quá trình ghép keo ở trạng thái lỏng chúng sẽ thẩm thấu qua một lớp vật liệu và bay hơi sau đó.

<b> A. Cuộn xả 1 E. Bộ phận ghép dán B. Bộ phận tráng keo F. Các lô ép v2 căng m2ng C. Bộ phận sấy G. Cuộn thu</b>

Keo được tráng lên lớp vật liệu 1 it có tinh thấm nước hơn, sau đó ngay lập tức được ghép với lớp vật liệu thứ 2. Bộ phận ghép gồm cặp lô trong đó có một lơ được mạ Crom và một lơ cao su. Sau khi ghép nước chứa trong keo sẽ bay hơn tại đơn v sấy, keo khô tạo kt dinh giữa hai lớp vật liệu.

<b>3.2.2.Ghép khô không dung môi</b>

Là phương pháp ghép bằng keo, như tên công nghệ đã chỉ ra, kỹ thuật ghép màng không dung môi không sử dụng tới các loại keo có gốc dung mơi mà sử dụng loại keo 100% rắn. Nhờ đó ta có thể gim một cách đáng kể việc tiêu thụ năng lượng tiêu tốn cho các công đoạn sấy khô dung môi trong keo hoặc cho việc thổi và thông gió.

Keo được sử dụng là loại keo 1 hoặc 2 thành phần, loại keo một thành phần được dng chủ yu để ghép với giấy.

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

Để ghép bằng keo khơng dung mơi, địi hỏi phi có bộ phận tráng keo đặc biệt, bằng cách dng trục tráng keo phẳng thay vì trục khắc, gồm các trục được gia nhiệt và các trục cao su.

Sức căng bề mặt của màng phi được chú ý đặc biệt, để xử lý độ bám dinh, vì độ bám dinh ban đầu của keo rất yu khi chưa khô. Lớp keo được tráng vào khong từ: 0.8-1.5g/m .<small>2</small>

 Các ưu điểm của công nghệ ghép màng không dung môi như sau: - Gim được ting ồn do bởi khơng có hệ thống thơng gió

- Khơng cịn sót dung mơi trong lớp màng đã ghép, do đó rất thich hợp cho việc dng làm bao bì thực phẩm, dược phẩm

- Khơng gây ô nhim không khi - Chi phi đầu tư thấp

- Không cần sấy qua nhiệt

- Không cần bo vệ sự nổ gây ra dung môi - Yêu cầu về mặt bằng it

- Chi phi sn xuất thấp - Tốc độ sn xuất cao.

Công nghệ ghép màng không dung môi là công nghệ ghép màng tiên tin nhất hiện nay trong lĩnh vực ghép màng, các nhà sn xuất và bin đổi bao bì trên th giới đang chuyển sang phương pháp ghép màng không dung môi này.

Phương pháp: sử dụng nhiệt độ để làm tan chy bề mặt tip xúc giữa các lớp vật liệu. Sau đó dng áp lực để ghép các lớp vật liệu với nhau

</div>