SỮA TƯƠI NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ THÀNH PHẦN

Chương 1. TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU
1.1. Một số khái niềm về sữa
1.1.1. Sữa tươi nguyên liệu
Có nhiều khái niệm về sữa khác nhau:
- Sữa là một chất lỏng màu trắng đục tiết ra từ các loài động vật có vú cung cấp chất dinh
dưỡng hoàn chỉnh cho các cơ thể sơ sinh
- Theo TCVN 7405:2009: sữa tươi nguyên liệu là sữa được lấy từ động vật cho sữa (trâu ,
bò, dê ) mà không bổ sung hay rút bớt các thành phần của sữa và chưa được xử lý nhiệt
độ cao hơn 40
- Nhưng khái niệm chung nhất cho là: Sữa tươi nguyên liệu là sữa được vắt từ bò và là
nguồn dinh dưỡng tự nhiên hữu ích. Nó vốn giàu dinh dưỡng, cung cấp các chất đạm,
vitamin, khoáng chất cần thiết cho nhu cầu dinh dưỡng hằng ngày của cơ thể.
Hình 1.1. Sữa tươi nguyên liệu
1.1.2. Sữa tươi tiệt trùng
Sản phẩm được chế biến bằng cách bổ sung nước với một lượng cần thiết vào sữa
dạng bột, sữa cô đặc hay sữa tươi để thiết lập lại tỷ lệ nước và chất khô thích hợp. trong
trường hợp cao bổ sung các thành phần khác như nước quả, cacao, cà phê, chất phụ gia
thực phẩm thì thành phần chính phải là sữa đã qua tiệt trùng .
Sữa tươi tiệt trùng áp dụng công nghệ mới hơn: Sữa tươi tiệt trùng thường được
xử lý bằng phương pháp tiệt khuẩn cực nhanh hay còn gọi là tiệt trùng tức là diệt khuẩn
cực nhanh bằng cách cho sữa chảy thành màng mỏng ở nhiệt độ cực cao (135 – 150 )
trong một khoảng thời gian cực ngắn 3-15 giây, rồi làm lạnh ngay xuống ở 12,5 . Cho
nên sản phẩm có thể được bảo quản ở nhiệt độ bình thường và thường có thời hạn sử
dụng từ 6 tháng đến một năm.
Hình 1.2. Các sản phẩm sữa tiệt trùng
1.2. Tính chất vật lý và cấu trúc hóa học của sữa tươi
Sữa tươi có màu trắng đục, có độ nhớt lớn hơn hai lần so với nước, có vị đường
nhẹ và có mùi ít rõ nét. Sữa thường có tính chất như sau:
• Mật độ quang ở 15 1,03 – 1,034
• Tỷ nhiệt : 0,93
• Điểm đông : -0,55

• pH : 6,5 – 6,6
• Độ axit tính bằng độ Donic : 16 – 18
Về phương diện hóa lý người ta coi sữa như một hệ keo gồm các cầu béo và các
mixen protein (trong pha phân tán là nước)
1.3. Vai trò của sữa
Sữa được tạo ra làm nguồn dinh dưỡng ban đầu cho các con non mới sinh ra trước
khi chúng có thể tiêu hóa các loại thực phẩm khác. Sữa được tiết ra ban đầu là sữa non.
Sữa non có chứa các chất dinh dưỡng và các kháng thể từ cơ thể mẹ để cung cấp cho con
non, do đó giúp chúng sinh trưởng và giảm nguy cơ mắc một số bệnh.
Sữa tươi là thực phẩm giàu chất dinh dưỡng, giàu chất đạm và các vitamin,
khoáng chất cần thiết từ thiên nhiên, rất tốt cho cơ thể. Sữa tươi không những được dùng
thường xuyên như một loại thức uống hằng ngày mà còn được dùng với nhiều hình thức
khác nhau như pha chế, trộn với trái cây, làm bánh và bổ sung thêm vào các món ăn để
làm tăng hương vị cũng như giá trị dinh dưỡng của món ăn.
Các chuyên gia dinh dưỡng và bác sĩ luôn khuyến khích uống sữa mỗi ngày để
tăng cường sức khỏe
 Sữa có tác dụng diệu kỳ đối với làn da và sắc đẹp người phụ nữ
 Giúp trẻ em phát triển toàn diện
 Giúp chống lão hóa ở người già
 Ngoài ra nó còn có tác dụng trong việc chữa trị một số bệnh. Uống sữa thường xuyên
giúp tăng cường miễn dịch cho cơ thể.
 Sữa có tác dụng nhuận tràng, bôi trơn rất tốt cho người bị táo bón
 Sữa có tác dụng làm giảm Cholestotorol máu.
 Chất Kali trong sữa có thể duy trì ổn định huyết áp, từ đó giảm bớt nguy cơ tai biến.
 Sữa có tác dụng bài trừ độc tố nhất định, có tác dụng ngăn cản sự hấp thụ kim laoij
chì và Cd độc trong thức ăn.
 Chất sắt, đồng và vitamin trong sữa giúp chống lão hóa.
 Chất Canxi trong sữa giúp hỗ trợ hệ xương rất hiệu quả, giúp giảm nguy cơ loãng
xương ở người già.
 Chất kẽm trong sữa giúp vết thương mau lành.

 Thường xuyên uống sữa sẽ chống phòng chống xơ cứng động mạch.
1.4. Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của sữa
1.4.1. Nước
Trong sữa nước chiếm 85,5 – 89,8%. Chủ yếu tồn tại ở hai dạng chính:
 Nước tự do chiếm 96 – 97% tổng lượng nước. Nó có thể dễ dàng tách ra khỏi sữa trong
quá trình cô đặc hoặc sấy vì nó không có liên kết hóa học với chất khô.
 Nước liên kết chiếm 3 – 4%. Nó rất khó tách khỏi sữa do tồn tại các liên kết hóa học.
1.4.2. Chất béo
Chất béo là một trong những thành phần quan trọng nhất của sữa.
Về mặt dinh dưỡng, chất béo có khả năng sinh năng lượng cao, có chứa các
vitamin hòa tan trong chất béo ( A, D, E, K )
Trong sữa có 18 axit béo. Các axit béo chiếm 98 – 99% tổng chất béo trong sữa, 1
– 2% còn lại là các photpholipit, vitamin tan trong chất béo, carotene
Hàm lượng chất béo trong sữa thay đổi ở một pham vi khá rộng. Có loại sữa ít béo
chứa 3g chất béo trong 100ml sữa, có loại sữa có hàm lượng chất béo cao chữa 5 – 6g
chất béo trong 100ml sữa.
Chất béo sữa thường chiếm từ 2,5 – 6% trong sữa, đối với sữa bò hàm lượng chất
béo là 3,9%.
1.4.3. Protein
Protein được tạo thành từ 20 loại axit amin, trong đó có 8 loai axit amin cần thiết
cho trẻ em. Những axit amin thiết yếu này giúp cơ thể có thể phát triển và bảo vệ da, tóc
và cơ
Hàm lượng Protein trung bình trong sữa bò là 3,5%. Protein trong sữa là một chất
đạm hoàn thiện nhất, vì nó chứa đầy đủ các loại axit amin đặc biệt là các loại axit amin
không thay thế được
Trong cấu trúc, thành phần protein sữa rất đa dạng, gồm có các chất sau: casein,
-lactoglobumin, -lactalbumin, Imunoglobumin và một số thành phần khác.
Sữa bò gồm hai loại protein là: whey protein ( protein tan trong nước) và casein
(protein không tan trong nước). Trong đó casein chiếm 80% protein trong sữa.
1.4.4. Gluxit

Gluxit sữa là lactose, một loại đường kép, khi thủy phân cho hai phân tử đường
đơn là galactose và glucose.
Lactose trong sữa bò là 2,7 – 5,5% , sữa mẹ là 7%. Tuy vậy nhưng không ngọt vì
độ ngọt của lactose kém độ ngọt saccarose 30 lần.
Lactose tồn tại ở hai dạng tụ do và liên kết với các protein và các gluxit khác. Tỷ
lệ lactose tự do và lactose liên kết là 8:1.
Khi gia nhiệt ở 100 thì không làm thay đổi lactose nhưng khi nhiệt độ cao hơn thì
xảy ra sự biến màu do xuất hiện các melanoit tạo thành khi các axit amin của sữa tác
dụng với lactose. Ngoài ra khi ở nhiêỵ độ cao hơn 100 lactose còn bị phân giải một phần
tạo thành các axit lactic, axit focim kết quả làm độ chua của sữa tăng lên.
1.4.5. Enzyme
Enzyme trong sữa bò được sinh ra từ tuyến sữa của bò hay từ các vi sinh vật trong
môi trường bên ngoài.
Enzyme trong sữa bò khá phong phú như: lipasase, protease, catalase,
photphotase, lactose. Mặc dù với hàm lượng rất nhỏ nhưng cũng ảnh hưởng đến chất
lượng của sữa trong quá trình chế biến.
Hoạt động của Enzyme chịu ảnh hưởng của nhiệt độ, pH của sữa , ở chế độ nhiệt
thích hợp có khả năng phá hủy Enzyme, ví dụ ở nhiệt độ 75 trrong vòng 60 giây có thể
phá hủy Enzyme lipase ảnh hưởng đến quá trình bảo quản sữa
Về phương diện kỹ thuật chế biến người ta có thể quan tâm đến các Enzyme sau:
 Lipase:
Nguồn gốc Lipase có thể trong tuyên sữa. Khi gặp điều kiện thuận lợi, Lipase có
thể phân hủy chất béo trong sữa làm cho các sản phẩm từ sữa có vị đắng và mùi hôi.
Lipase hòa tan tốt trong chất béo, dẽ dàng xâm nhập vào các cầu béo nên chế độ
thanh trùng tức thời là 72 – 75 không đủ để tiêu diệt Lipase. Đây là một trong những
nguyên nhân gây hư hỏng sữa.
 Catalase
Sữa vắt từ bò bị bệnh viêm vú thì hàm lượng Catalase thường cao, enzyme nyaf bị
phá hủy ở 75 trong 60 giây
 Các protease

Protease trong tuyến sữa về hoạt tính tương tụ như trypxin.
Điều kiện tối ưu cho enzyme này là môi trường kiềm nhẹ, nhieeyj độ 37 – 42,
protease sữa bị phá hủy hoàn toàn ở 75
Protease vi khuẩn được tổng hợp từ các vi khuẩn trong sữa. Các vi khuẩn này sẽ
xâm nhập vào sữa từ không khí hây do con người chủ động đưa vào khi sản xuất một số
sản phẩm như sữa chua, phomat…
1.4.6. Vitamin
Trong sữa có chứa nhiều Vitamin nhưng hàm lượng không nhiều. Vitamin
trong sữa bao gồm hai nhóm:
• Vitamin tan trong chất béo : Vitamin A, D, E, K…
• Vitamin tan trong nước : Vitamin B1, B6, B12, C …
1.4.7. Các muối
Do trong sữa có mặt các cation Ca
2+
, K
+
, Mg
2+
… và các anion khác nên trong sữa
có nhiều loại muối khác nhau.
Muối Canxi có ý nghĩa quan trọng trong việc chế biến các sản phẩm từ sữa. Khi
sữa có hàm lượng Ca thì thấp thì sẽ không bị đông tụ hoặc nếu có đông tụ thì cũng rất
chậm. Ngược lại, nếu hàm lượng Ca trong sữa cao thì sẽ bi đông tụ bởi renin nhanh hơn
nhưng sữa lại không mịn
Nhiệt độ cao làm thay đổi các thành phần muối trong sữa
1.4.8. Chất khoáng
Người ta quy định chất khoáng trong sữa là hàm lượng tro.
Bao gồm các nguyên tố Na, K, Ca, Mg, Fe, Cu, Ni, Co, Cl, S, P, …
Thành phần các nguyên tố khoáng trong sữa
Thành phần mg/l Thành phần g/l

Kali 1500 Kẽm 4000
Canxi 1200 Nhôm 500
Natri 500 Sắt 400
Magie 120 Đồng 120
Photpho 3000 Mangan 30
clo 1000 Iot 60
Lưu huỳnh 100 Flo 150
1.5. Các yêu cầu về sữa tươi trong sản xuất
Chất lượng nguyên liệu có tính quyết định chất lượng sản phẩm, sữa tươi càng tốt thì
sản phẩm sữa có chất lượng càng cao. Vì vậy, khi lấy sữa thì phaair đảm baow các
yêu cầu về chất lượng sữa. Sữa tươi lấy từ các trạm thu mua phải là:
- Sữa lấy từ những con bò khỏe mạnh
- Sữa có mùi tự nhiên, không có vị lạ, không chứa chất kháng sinh, chất tẩy rửa.
- Sữa có thành phần tự nhiên
- Sữa phải tươi và được làm lạnh ngay sau khi vắt
- Kho và thiết bị bảo quản, chứa đựng phải sạch sẽ, đảm bảo đúng nhiệt độ quy
định.
Sữa tươi
Chuẩn hóa
Tiệt trùng UHT
Đồng hóa
Làm nguội
Rót sản phẩm
Hoàn thiện
Sữa tiệt trùng
UHT
Bao bì giấy vô trùng
Chương 2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA TƯƠI
TIỆT TRÙNG
2.1. Quy trình công nghệ sản xuất sữa tươi tiệt trùng

2.2. Giải thích quy trình công nghệ
2.2.1. Chuẩn hóa
Mục đích công nghệ: hoàn thiện
Chuẩn hóa là quá trình hiệu chỉnh hàm lượng chất béo trong sữa. Tùy theo quy
định của mỗi quốc gia và cơ sở sản xuất mà hàm lượng chất béo trong sữa tiệt trùng sẽ
khác nhau. Thông thường, lượng béo trong sản phẩm là 3,5%.
- Nếu nguyên lượng sữa tươi có hàm lượng béo cao hơn so với yêu cầu của sản phẩm thì
người ta sẽ tách bớt chất béo ra khỏi nguyên liệu.
- Ngược lại, nếu nguyên liệu sẽ tươi có hàm lượng béo thấp hơn so với yêu cầu của sản
phẩm thì người ta sẽ bổ sung thêm chất béo ở dạng cream hoặc AMF.
Các biến đổi của nguyên liệu
Trong quá trình chuẩn hóa, các chỉ tiêu vật lý của sữa sẽ thay đổi như tỉ trọng,
hệ số truyền nhiệt…
Thiết bị
- Trường hợp hàm lưỡng chất béo trong sữa tươi cao hơn sữa thành phẩm: sử dụng hệ
thống chuẩn hóa sữa gồm có thiết bị truyền nhiệt, thiết bị ly tâm, các dụng cụ đo tỉ trọng
và lưu lượng dòng chảy, các van và hộp điều khiển.
Đầu tiên, sữa tươi sẽ được bơm vào thiết bị trao đổi nhiệt để làm tăng nhiệt độ
của sữa lên đến 55 – 65
o
C, sau đó sữa được đưa vào thiết bị ly tâm để phân riêng thành
hai dòng sản phẩm: sữa gầy (0,1% béo) là dòng sản phẩm có tỉ trọng cao và cream (40%
béo) là dòng sản phẩm có trọng thấp. Cuối cùng, một phần cream sẽ được phối trộn lại
với dòng sữa gầy để tạo ra sản phẩm có hàm lượng chất béo đúng theo yêu cầu. Các dụng
cụ đo tỉ trọng và lưu lượng dòng chảy sẽ được kết nối với chương trình phần mềm để xử
lý số liệu, nhờ đó mà quá trình chuẩn hóa được thực hiện và điều khiển tự động.
Nếu hàm lượng béo trong sữa tươi thấp hơn sữa thành phẩm: sử dụng một thiết bị phối
trộn hình trụ đứng, có cánh khuấy và bộ hận gia nhiệt. Người ta sẽ bổ sung cream và
AMF vào sữa tươi.
2.2.2. Tiệt trùng UHT (Ultra High Temperature)

Mục đích công nghệ: bảo quản
Các biến đổi của nguyên liệu:
- Vật lý: do nhiệt độ của sữa thay đổi trong suốt quá trình tiệt trùng UHT nên các chỉ tiêu
vật lý của sữa như độ nhớt, tỉ trọng… sẽ thay đổi theo.
- Hóa học: nhiệt độ tăng nên sẽ thúc đẩy một số phản ứng hóa học trong sữa như phản ứng
Maillard, phản ứng phân hủy vitamin C và các vitamin B, phản ứng oxy hóa chất béo…
Tuy nhiên, do quá trình tiệt trùng UHT xảy ra trong thời gian ngắn nên mức độ chuyển
hóa của các hợp chất nói trên là không đáng kể.
- Hóa lý: nhiệt độ cao có thể làm biến tính một số phân tử protein. Ngoài ra, nếu chúng ta
gia nhiệt sữa tươi bằng phương pháp gia nhiệt trực tiếp và làm nguội sữa trong điều kiện
chân không thì trong quá trình tiệt trùng còn xảy ra một số biến đổi hóa lý khác như nước
bốc hơi, bài khí, ngưng tụ.
- Sinh học và hóa sinh: các tế bào vi sinh vật và enzyme trong sữa sẽ bị vô hoạt.
Thiết bị
Quá trình tiệt trùng sữa gồm có ba giai đoạn: gia nhiệt, giữ nhiệt và làm nguội.
- Gia nhiệt: có nhiều phương pháp để gia nhiệt sữa tươi. Trong đó, chúng ta sử dụng kết
hợp hai phương pháp để làm tăng nhiệt độ của sữa: gia nhiệt trực tiếp (trộn sữa với hơi
nước) và gia nhiệt gián tiếp (sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng).
- Làm nguội: sữa được làm nguội qua hai giai đoạn: làm nguội sơ bộ trong môi trường
chân không và làm nguội về nhiệt độ theo yêu cầu khi kết thúc quá trình tiệt trùng bằng
cách sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng.
Như vậy, hệ thống thiết bị tiệt trùng UHT sẽ gồm có:
- Thiết bị trao đổi dạng bản mỏng: để gia nhiệt sơ bộ sữa tươi (phương pháp gia nhiệt gián
tiếp) và để làm nguội sữa về nhiệt độ theo yêu cầu khi kết thúc quá trình tiệt trùng.
- Thiết bị phối trộn sữa và hơi nước: để gia nhiệt sữa đến nhiệt độ tiệt trùng (phương pháp
gia nhiệt trực tiếp). Thiết bị này có dạng ống lồng ống, thành ống bên trong được đục lỗ.
Sữa sẽ được bơm vào ống bên ngoài, còn hơi nước sẽ được cho vào ống bên trong rồi
thoát ra thành ống để phối trộn sữa. Sau đó, hỗn hợp sữa và hơi sẽ thoát ra ngoài thiết bị.
- Ống dẫn hỗn hợp sữa và hơi: nhằm mục đích giữ nhiệt cho sữa trong quá trình tiệt trùng.
Ống dẫn này được cách nhiệt thật tốt để hạn chế sự giảm nhiệt độ của sữa trong giai đoạn

giữ nhiệt của quá trình tiệt trùng.
- Bồn hình trụ đứng có kết nối với hệ thống tạo chân không: để làm nguội sữa sơ bộ sau
giai đoạn giữ nhiệt. Đây là giai đoạn làm nguội trong môi trường chân không.
- Bơm và hệ thống dẫn
Nguyên lý hoạt động của hệ thống thiết bị trên như sau: đầu tiên sữa được bơm
vào thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng để gia nhiệt lên 80
o
C. Sau đó, sữa được bơm
vào thiết bị gia nhiệt trực tiếp. Người ta sẽ phối trộn sữa với hơi nước để nhiệt độ hỗn
hợp đạt 145
o
C. Tiếp theo, hỗn hợp sữa và hơi nước sẽ đi vào một ống dẫn cách nhiệt, thời
gian lưu của sữa trong ống dẫn này là 3 – 5 giây. Kế tiếp, hỗn hợp sữa và hơi sẽ đi vào
thiết bị làm nguội sơ bộ trong môi trường chân không để đạt được nhiệt độ yêu cầu nhằm
mục đích chuẩn bị cho quá trình đồng hóa tiếp theo trong quy trình sản xuất.
2.2.3. Đồng hóa
Mục đích công nghệ: quá trình đồng hóa xé nhỏ các hạt cầu béo và phân bố
chúng thật đều trong hệ nhũ tương, do đó hạn chế hiện tượng tách pha, kéo dài thời gian
bảo quản sản phẩm. Ngoài ra, quá trình đồng hóa còn có mục đích hoàn thiện sản phẩm
do làm tăng độ đồng nhất của sữa tươi tiệt trùng.
Các biến đổi của nguyên liệu
- Vật lý: kích thước của hạt cầu béo trong sữa sẽ giảm đi, nhiệt độ của sữa sẽ tăng nhẹ do
tác động của áp suất (khi áp suất đồng hóa tăng thêm 40atm thì nhiệt độ của sữa tăng
thêm 1
o
C).
- Hóa lý: diện tích bề mặt giữa hai pha dầu và nước trong hệ nhũ tương sẽ tăng, từ đó làm
tăng sức căng bề mặt của các hạt cầu béo trong hạt.
Thiết bị
Sử dụng thiết bị đồng hóa áp lực cao với hai cấp hoạt động. Sữa được một bơm

piston đưa vào thiết bị đồng hóa. Bơm sẽ tăng áp lực cho sữa lên đến 300 – 400atm tại
đầu vào của khe hẹp thứ nhất. Sau khi rời khe hẹp thứ nhất, sữa sẽ tiếp tục đi vào khe hẹp
thứ hai rồi thoát ra khỏi thiết bị đồng hóa. Nhiệt độ của sữa trước khi vào thiết bị đồng
hóa dao động trong khoảng 80 – 82
o
C.
Cần lưu ý là khi chúng ta sử dụng phương pháp gia nhiệt trực tiếp để tiệt trùng
sữa thì các micelle trong sữa sẽ kết hợp lại với nhau để tạo thành các khối micelle với
kích thước lớn hơn.
2.2.4. Làm nguội
Mục đích công nghệ: chuẩn bị cho quá trình rót sản phẩm
Các biến đổi của nguyên liệu: chủ yếu xảy ra biến đổi vật lý: nhiết độ của sữa
từ 85 – 87
o
C sẽ giảm xuống khoảng 20
o
C.
Thiết bị: sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng hoặc ống lồng ống. Tác
nhân làm nguỗi là nước và glycol. Sữa sau quá trình làm nguội sẽ được đưa vào bồn vô
trùng và chờ rót.
Trong thực tế sản xuất, người ta sẽ sử dụng một thiết bị trao đổi nhiệt để thực
hiện cho cả ba quá trình trong sơ đồ quy trình: tiệt trùng, đồng hóa và làm nguội.
2.2.5. Rót sản phẩm
Mục đích công nghệ: hoàn thiện sản phẩm
Các biến đổi của nguyên liệu: trong điều kiện vô trùng, quá trình rót sản phẩm
vào bao bì giấy không làm xảy ra các biến đổi gây ảnh hưởng đến chất lượng sữa tiệt
trùng.
Thiết bị: sử dụng tủ rót vô trùng.
Hiện nay, các nhà sản xuất sử dụng bao bì giấy cho sản phẩm sữa tiệt trùng.
Người ta sẽ kết hợp tạo hình và tiệt trùng bao bì rồi rót sữa vào bao bì trên cùng một hệ

thống thiết bị rót. Có nhiều phương pháp để tiệt trùng bao bì. Thông thường nhất là
phương pháp sử dụng hóa chất và nhiệt độ. Đầu tiên, người ta sẽ phun dung dịch H
2
O
2
lên bề mặt bao bì, phần diện tích tiếp xúc với H
2
O
2
chiếm khoảng 30 – 40% tổng diện
tích của bề mặt bao bì. Sau đó, người ta dùng dòng không khí nóng vô trùng (180
o
C) để
đuổi phần H
2
O
2
còn bám trên bề mặt bao bì.
2.2.6. Hoàn thiện sản phẩm
Mục đích công nghệ: quá trình hoàn thiện sản phẩm sữa tiệt trùng bao gồm
một số công đoạn như in ngày sản xuất lên bao bì, gắn ống hút lên mỗi hộp sữa, đóng
block các hộp sữa lại với nhau.
Các biến đổi của nguyên liệu: do sữa được đựng trong bao bì kín nên quá trình
hoàn thiện nói trên không gây ra những biến đổi trong sản phẩm.
Thiết bị: các thiết bị in ngày sản xuất lên bao bì, gắn ống hút và đóng block
hiện nay đều được thực hiện theo phương pháp liên tục và tự động hóa.
Chương 3. BAO BÌ NHIỀU LỚP
3.1. Định nghĩa
- Màng nhựa phức hợp là một loại vật liệu nhiều lớp mà ưu điểm là nhận được
những tính chất tốt của các loại vật liệu thành phần.

- Người ta sử dụng cùng lúc nhiều loại vật liệu khác nhau để có một vật liệu
ghép có tính năng được cải thiện nhằm đáp ứng các yêu cầu bao bì. Vì vậy ,
một tấm vật liệu cung cấp đầy đủ các tính chất như: tính cản khí, hơi ẩm, độ
cứng , tính chất in tốt, tính năng chế tạo dễ dàng , tính đàn hồi tốt…
- Tính chất cuối cùng của một loại vật liệu nhiều lớp phụ thuộc nhiều vào những
tính chất của các lớp thành phần riêng lẻ.
- Màng ghép được sử dụng rộng rãi làm nguyên liệu cho bao bì thực phẩm, dược
phẩm. Sự hình thành màng ghép là việc kết hợp có chọn lựa màng nguyên liệu
ban đầu, mực in, keo dán, nguyên liệu phủ…sử dụng phương pháp gia công, có
nhiều công đoạn.

Hình 3.1. Ứng dụng trong dược phẩm và thực phẩm
- Về mặt kĩ thuật, vật liệu ghép được ứng dụng thường xuyên, chúng đạt được
các yêu cầu kĩ thuật, yêu cầu về tính kinh tế, tính tiện dụng thích hợp cho từng
loại bao bì, giữ gìn chất lượng sản phẩm bên trong bao bì, giá thành rẻ, vô
hại…
3.2. Đặc tính và cấu trúc
3.2.1. Phối hợp vật liệu và những chất kết dính trung gian
- Có thể phối hợp vật liệu nhựa với nhau trong mọi cấu trúc nhưng thực tế có
nhiều loại nhựa không kết dính với nhau và vì thế cần một lớp kết dính trung
gian giữa những lớp này.
- Việc phát triển loại vật liệu trung gian bám dính đóng vai trò quan trọng trong
công nghệ chế tạo màng nhiều lớp . Các loại nhựa bám dính được yêu cầu tạo
mối nối tốt ở cả nhiệt độ thường và nhiệt độ cao, phải được gia công ở nhiệt độ
tương thích về độ nhớt đối với các vật liệu khác trong cấu trúc.
3.2.2. Cấu trúc
Gồm các lớp:
- Lớp cấu trúc : đảm bảo tính chất cơ học cần thiết, tính chất in dễ dàng và có cả
tính chống ẩm . Vật liệu thường dùng là: LDPE,HDPE, EVA, LLDPE, PP (đối
với những cấu trúc mêm dẻo), và HDPS hay PD ( đối với cấu trúc cứng).

- Các lớp liên kết: là những lớp keo nhiệt dẻo, được sử dụng để kết hợp các loại
vật liệu có bản chất khác nhau.
- Các lớp cản: có yêu cầu đặc biệt dùng để cản khí, và giữ mùi .Vật liệu thường
sử dụng là PET , nylon, EVOH, và PVDC.
- Các lớp vật liệu hàn: thường dùng là LDPE và hỗn hợp LLDPE, EVA,
inomer…
- Một số loại màng phức hợp:
+ 2 lớp: BOPP/PE; PET/PE; BOPP/PP; NY/PE
Hình 3.2. Bao bì 2 lớp
+ 3 lớp: BOPP(PET)/PET;PET(M)/PE;BOPP(PET)/Al/PE
Hình 3.3. Bao bì 3 lớp
+ 4 lớp: BOPP (PET)/PE/Al/PE; giấy /PE/Al/PE
Hình 3.4. Bao bì 4 lớp
+ 5 lớp: PET/PE/Al/PE/LLDPE
3.3. Tính chất và ứng dụng
Sản phẩm bao bì chứa đựng thực phẩm, mỹ phẩm, dược phẩm yêu cầu phải kín, an
toàn, đồng thời phải có độ bền, chống va đập, trong suốt, dễ in ấn và có thể thanh trùng,
tiệt trùng… đảm bảo độ kín chống bất kì sự xâm nhập nào từ môi trường ngoài vào môi
trường bên trong chứa đựng thực phẩm và cũng chống thấm bất kì thành phần nào từ thực
phẩm.
3.4. Phương pháp chế tạo màng nhiều lớp
- Phương pháp trực tiếp:
• Phương pháp đùn cán trực tiếp
• Phương pháp đùn thổi
- Phương pháp gián tiếp
3.4.1. Phương pháp trực tiếp
a. Phương pháp đùn cán trực tiếp
- Nguyên tắc: được thực hiện rất đơn giản. Từ các vật liệu ban đầu là polymer
người ta cho vào những đường dẫn khác nhau trên thiết bị đùn cán, sau đó
được dẫn vào một đường ống chung và đùn cán trực tiếp ra các màng ghép.

- Ưu điểm: tiết kiệm thời gian và hạn chế hiện tượng tách lớp giữa các lớp màng
ghép.
- Nhược điểm: do trực tiếp đùn cán từ nhiều loại vật liệu nên sự đồng đều bề mặt
không cao. Phải dựa vào độ nóng chảy của từng loại nhựa trước khi đùn ép
cũng như các vật liệu đùn cán phải có cấu trúc tương tự nhau.
b. Phương pháp đùn thổi
- Nhựa nóng chảy được đẩy qua một khe tạo hình vành khuyên, thường bố trí
thẳng đứng, để tạo thành một ống thành mỏng, không khí được đưa vào thông
qua một lỗ hổng ở giữa khuôn thổi vào bên trong để thổi phòng ống. Phía trên
khuôn người ta bố trí một vòng không khí tốc độ cao để làm nguội màng phim
nóng. Ống màng sau đó tiếp tục đi lên, tiếp tục được làm lạnh đến khi nó đi
qua con lăn để làm dẹp lại tạo thành màng đôi.Màng đôi này sau đó được đưa
ra khỏi tháp đùn thông qua một hệ thống các con lăn.
- Thông thường, khoảng tỉ lệ giữa khuôn và ống màng thổi từ 1,5 - 4 lần so với
đường kính khuôn. Mức độ kéo căng của màng khi chuyển từ trạng thái nóng
chảy sang nguội cả theo chiều bán kính lẫn chiều dọc ống có thể dễ dàng điều
khiển bằng cách thay đổi thể tích không khí ở bên trong ống và thay đổi tốc độ
kéo. Điều này giúp cho màng thổi ổn định hơn về tính chất so với màng đúc
hay đùn truyền thống chỉ có kéo căng dọc theo chiều đùn.
Hình 3.5. Phương pháp đùn thổi
3.4.2. Phương pháp gián tiếp
- Đối với phương pháp này trước tiên người ta phải sản xuất ra các loại màng
đơn khác nhau sau đó ghép chúng lại với nhau theo phương pháp ép nhiệt có
hoặc không có lớp kết dính. Trong phương pháp ghép này đòi hỏi các màng
ghép phải có sự tương thích về cấu trúc và bề mặt của từng lớp màng.
Phương pháp đùn cán gián tiếp
- Nguyên tắc: cũng được thực hiện trên cùng một thiết bị nhưng phương pháp
tiến hành khác nhau.Trên cùng một đường dẫn các vật liệu không được đùn ra
cùng một lúc mà các lớp được đùn ra theo trình tự nhất định. Khi lớp màng thứ
nhất được đùn ra, lớp nhựa đầu tiên khô lại hay đã đóng rắn thì lớp nhựa thứ 2

được rãi 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 thiết bị đùn cán có thể khác nhau và đảm bảo
được độ đồng đều bề mặt sau khi đùn cán.
- Nhược điểm: phương pháp này mất khá nhiều thời gian so với phương pháp
đùn cán trực tiếp.
• Yêu cầu của quá trình:
- Trong quá trình đùn cán nguyên liệu plastic không được lẫn nước do nước sẽ
làm cho cấu trúc hạt trở nên không đồng đều và làm giảm liên kết giữa các hạt
plastic khi đùn cán.
- Đồng thời phải chú ý đến nhiệt trong quá trình đùn cán nếu quá cao có thể gây
hư hỏng cấu trúc của plastic.
- Lớp màng phải có khả năng hàn dán nhiệt tốt và có tính trơ đối với sản phẩm
tính chống thấm tốt.
Hình 3.6. Bộ phận đùn cán
3.5. Phương pháp ghép màng
3.5.1. Giới thiệu chung về phương pháp ghép màng
Màng phức hợp được tạo thành bằng cách:
- Ghép hai hay nhiều lớp màng bằng chất kết dính. Lượng chất kết dính chiếm khoảng 15 -
20% khối lượng các loại màng dính và có độ dày khoảng 3 µm . Đa số các màng ghép có
dùng chất kết dính đều có ghép lá nhôm, để ngăn cản ánh sáng thấy được hoặc tia tử
ngoại hoặc ghép lớp giấy kraft có tính dễ xếp nếp, tăng độ dày, tính cứng vững của bao
bì. Ghép lớp PE trong cùng để tạo khả năng hàn dán nhiệt tốt, dễ dàng. Màng LDPE hay
LLDPE cũng có thể được phủ ngoài cùng nhằm mục đích chống thấm hơi nước, chống
ướt bao bì. Thông thường màng OPP được ghép ngoài cùng của các bao bì dạng túi nhằm
mục đích bao bì có thể xé, mở dễ dàng, in ấn tốt, tạo độ bóng cao cho bề mặt bao bì.
- Táng lên một lớp màng vật liệu khác ở dạng lỏng, sau khi lớp vật liệu này nguội đi sẽ
đông cứng lại hoặc nhiều màng được chế tạo trên những thiết bị riêng, ghép lại với nhau
bằng phương pháp ép dán nhiệt.
- Có 3 phương pháp tráng ghép màng cơ bản thường được ứng dụng trong sản xuất bao bì

mềm, trong đó mỗi phương pháp bao gồm các dạng riêng của chúng:
+ Tráng ép đùn: đùn đơn , đùn trước và sau, đùn kép
+ Ghép khô: ghép có dung môi, ghép không dung môi, ghép kết hợp
+ Ghép ướt
3.5.2. Phương pháp ghép khô không dung môi
- Công nghệ ghép màng không dung môi là công nghệ ghép màng tiên tiến nhất
hiện nay trong lĩnh vực ghép màng, các nhà sản xuất và biến đổi bao bì trên thế
giới đang chuyển sang phương pháp ghép màng không dung môi này.
- Là phương pháp ghép bằng keo, kỹ thuật ghép màng không dung môi không sử
dụng các loại keo có gốc dung môi mà sử dụng loại keo 100% rắn. Nhờ đó ta
có thể giảm một cách đáng kể việc tiêu thụ năng lượng tiêu tốn cho các công
đoạn sấy khô dung môi trong keo hoặc việc thổi và thông gió.
- Keo được sử dụng là loại keo 1 hoặc 2 thành phần, loại keo một thành phần
được dùng chủ yếu để ghép với giấy.
- Đẻ ghép bằng keo không dung môi, đòi hỏi phải có bộ phận tráng keo đặc biệt,
bằng cách dùng 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 phải được chú ý đặc biệt, để xử lí độ bám dính, vì
độ bám dính ban đầu của keo rất yếu khi chưa khô. Lớp keo được tráng vào
khoảng: 0,8 - 1,5g/m
2
.
• Ưu điểm:
- Giảm được tiếng ồn do không có hệ thống thông gió
- Không còn sót dung môi trong lớp màng đã ghép, do đó rất thích hợp cho việc
dùng làm bao bì thực phẩm, dược phẩm.
- Không gây ô nhiễm không khí
- Chi phí đầu tư thấp
- Không cần sấy qua nhiệt
- Không cần bảo vệ sự nổ gây ra dung môi

- Yêu cầu về mặt bằng ít
- Chi phí sản xuất thấp
- Tốc độ sản xuất cao.
3.5.3. Phương pháp ghép ướt
- Là phương pháp ghép bằng keo, tại thời điểm ghép hai lớp vật liệu với nhau
chất kết dính 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.
- Keo sử dụng trong phương pháp ghép này là dạng keo polimer 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.
A. Cuộn xả G. Cuộn thu
B. Bộ phận tráng keo E. Bộ phận ghép dán
C. Bộ phận sấy F. các lô ép và căng màng
D. Cuộn xả 2
Hình 3.7. Phương pháp ghép ướt
- Keo được tráng lên lớp vật liệu 1 ít có tính thấm nước hơn, sau đó ngay lập tức
ghép với lớp vật liệu thứ 2. Bộ phận ghép gồm cặp lô trong đó có một lô được
mạ và một lô cao su. Sau khi ghép, nước chứa trong keo sẽ bay hơn tại đơn vị
sấy, keo tạo kết dính giữa hai lớp vật liệu.
3.5.4. Ghép đùn
- Phương pháp: sử dụng nhiệt độ để làm tan chảy bề mặt tiếp xúc giữa các lớp
vật liệu . Sau đó dùng áp lực để ghép các lớp vật liệu với nhau.
Hình 3.8. Ghép đùn
3.6. Ưu nhược điểm bao bì màng nhiều lớp
3.6.1. Ưu điểm
+ Phát huy các ưu điểm và khắc phục được về cơ bản các nhược điểm của các loại
bao bì bằng vật liệu truyền thống
+ Khối lượng bao bì nhỏ
+ Chống ẩm, chống thấm khí tốt
+ Có thể sản xuất hàng loạt trên dây chuyền công nghệ bao bì hiện đại với năng

suất lớn, mức độ tiêu chuẩn hóa cao
3.6.2. Nhược điểm
+ Không có khả năng chịu nhiệt độ cao nên không thể làm bao bì cho các sản
phẩm thực phẩm cần thanh trùng ở nhiệt đọ cao
+ Bao bì màng nhiều lớp phần lớn chỉ áp dụng trên dây chuyền đóng gói vô khuẩn

Chương 4. BAO BÌ CHO SỮA TIỆT TRÙNG
4.1. Giới thiệu chung
Để bao gói sữa tiệt trùng, bao bì phải được cấu tạo tối thiểu 6 lớp vật liệu như sau
(tính từ ngoài vào trong):
- Polyethylene: có tác dụng chống thấm nước.
- Giấy: để in các thông tin của sản phẩm lên bao bì.
- Carton: tạo độ cứng cho bao bì.
- Polyethylene: để kết nối phần carton với giấy.
- Giấy nhôm: có tác dụng ngăn ngừa ánh sáng từ môi trường bên ngoài tác động đến
sản phẩm, ngăn ngừa sự khuếch tán của nước và các cấu tử khác.
- Polyethylene: giúp cho việc hàn kín bao bì dễ dàng bằng phương pháp ép nhiệt.
Ngoài trừ lớp carton, các lớp còn lại có độ dày rất mỏng, xấp xỉ 20 µm. Riêng lớp
giấy nhôm có độ dày mỏng hơn nữa.
Điểm khác nhau giữa bao bì giấy dành cho sữa tiệt trùng và bao bì giấy dành cho sữa
thanh trùng là ép sát bên trong lớp giấy có đến hai lớp polyethylene mỏng được ngăn
cách nhau bởi một lớp nhôm. Cấu trúc này giúp ngăn cản triệt để ánh sáng và oxy không
khí từ môi trường bên ngoài có thể xâm nhập vào bên trong hộp. Chính vì thế mà sản
phẩm có thể bảo quản ở nhiệt độ phòng trong thời gian dài.
4.2. Đặc tính của các lớp vật liệu bao bì
 Polyethylene (PE):
Polyethylene được sản xuất từ sự trùng hợp khí ethylene (C
2
H
4

) tạo thành mạch
polymer (- CH
2
– CH
2
-)
n
.
Được phân thành các nhóm chính:
LDPE – low density polyethylene: 0,91 – 0,925 g/cm
3
.
MDPE – medium density polyethylene: 0,926 – 0,94

g/cm
3
.
HDPE – high density polyethylene: 0,941 – 0,965 g/cm
3
.
LDPE – linear low density polyethylene: 0,92 g/cm
3
.
Hai loại PE thường dùng trong bao bì tetra pak là: LDPE, HDPE.
LDPE HDPE
Đặc điểm:
Trong nhưng có ánh hơi mờ, độ bóng bề
mặt khá cao.
Bị kéo dãn và dễ đứt dưới tác dụng của
lực.

Tính chịu nhiệt:
T
nc
=93
o
C
T
min
=-57
o
C
T
hàn
=120 – 150
o
C
Khả năng chống lại các tác nhân:
Chống thấm nước tốt.
Chống thấm các khí CO
2,
O
2
, N
2
và hơi
nước kém.
Chống thấm dầu mỡ kém.
Bền đổi với acid, kiềm và muối vô cơ.
Bị hư hỏng trong dung môi hữu cơ.
Khi bị chiếu xạ thì trở nên vàng, trong

suốt và giòn.
Khả năng in ấn trên bao bì: kém
Ứng dụng:
Dùng làm bao bì cho thủy sản đông lạnh.
Trong mờ, kém mềm dẻo hơn LDPE, "nh
cũng vững cao.
Có "nh chất cơ lý cao.
T
nc
=121
o
C
T
min
=-46
o
C
T
hàn
=140 – 150
o
C
Chống thấm nước tốt
Chống thấm các khí CO
2,
O
2
, N
2
và hơi

nước tốt.
Chống thấm dầu mỡ cao hơn.
Bền đổi với acid, kiềm và muối vô cơ.
Bị hư hỏng trong dung môi hữu cơ.
Khi bị chiếu xạ thì trở nên vàng, trong
suốt và giòn.
Dùng làm lớp trong cùng bao bì nhiều lớp
vì dễ dàng hàn dán nhiệt.
Túi đựng vật phẩm các loại một cách tạm
thời.
Có thể dùng làm bao bì cho sản phẩm
lạnh đông.
Làm lớp ngoài của bao bì dạng túi ghép
nhiều lớp, hoặc tạo hình các loại ly, chén,
lọ bình chứa các loại vật phẩm cần thanh
trùng.
 Giấy nhôm:
Một đặc điểm quan trọng của nhôm là chống được tia cực tím do đó nhôm được
dùng ở dạng lá nhôm ghép với các vật liệu khác như plastic để bao gói thực phẩm, chống
thoát hương, chống tia cực tím. Nhôm được sử dụng làm bao bì thực phẩm có độ tinh
khiết từ 99 – 99,8%. Ở dạng lá, nhôm có độ dày như sau: 7, 9, 12, 15, 18 µm.
4.3. Bao bì Tetrapak
4.3.1. Lịch sử hình thành bao bì tetrapak
Cách đây hơn 60 năm, Ruben Rausing đã có một phát minh kỳ diệu và được coi là
một cuộc cách mạng đối với ngành giấy cũng như ngành thực phẩm. Lần đầu tiên trên thế
giới đã xuất hiện những hộp giấy carton Tetra Pak có thể đựng được sữa, nước uống và
thực phẩm.
Hình 4.1. Ruben Rausing
Ruben Rausing tên thật là Rau Anders. Ông sinh năm 1895 tại làng Raus, nằm ở
phía Nam Thụy Điển và sau này lấy tên họ của mình theo tên quê ông.

Tại Mỹ, Ruben Rausing nhận thấy rằng ở đó người ta sử dụng hộp carton rất
nhiều. Trong các trung tâm thương mại, siêu thị, đa số hàng hoá tiêu dùng, kể cả gạo mỳ,
khoai tây và rau đều được đựng trong những hộp carton. Ngay cả nhiều đồ uống như sữa,
nước ngọt, tuy được đóng chai thuỷ tinh hay chai nhôm nhưng cũng để trong hộp giấy
cho dễ xếp và dễ vận chuyển.
Sự nhạy cảm tuyệt vời của Ruben Rausing cùng với việc nghĩ ngay đến công
nghiệp giấy đang rất phát triển ở Thuỵ Điển đã thôi thúc ông hành động. Sau một thời
gian tìm tòi, nghiên cứu các nhà máy bao bì carton tại Mỹ, Ruben Rausing quyết định
quay về Thuỵ Điển để lập nghiệp. Năm 1929, cùng với một người bạn, Rausing đã lập ra
một nhà máy sản xuất bao bì carton đầu tiên. Các sản phẩm của ông vẫn chỉ là những hộp
giấy thông thường để đựng các đồ khô.
Với các mặt hàng thực phẩm và nhất là sữa, pho mát lỏng và nước uống thì bao bì
carton vẫn không đáp ứng được yêu cầu. Ruben Rausing đã bỏ ra nhiều công sức để cải
tiến bao bì của mình. Nhưng ông vẫn chưa nghĩ được gì hơn. Cho đến một ngày, một ý
tưởng diệu kỳ đã bất ngờ xuất hiện tại phòng bếp của nhà ông bà Ruben Rausing. Khi đó
bà Ruben Rausing đang tự làm xúc xích. Nhìn vợ nhồi thịt vào chiếc vỏ ruột lợn mỏng
tang không thấm nước, trong đầu Ruben Rausing đã loé lên ý nghĩ làm bao bì carton có
màng không thấm nước.
Đầu tiên Ruben Rausing thành công với việc sản xuất giấy cuộn có tráng nilon
mỏng để chống thấm nước. Sau này ông còn cải tiến bằng cách thêm một lớp giấy nhôm
vào giữa lớp nilon và lớp giấy carton. Nhờ đó ánh sáng và nhiệt độ khó tác động hơn, các
sản phẩm sữa có thể bảo quản được tốt hơn, lâu hơn.
Năm 1951, chiếc hộp Tetra Pak lần đầu tiên ra đời và có kích thước nhỏ để chuyên đựng
sữa và váng sữa.
4.3.2. Khái niệm, mục tiêu, đặc điểm bao bì tetra pak
Bao bì tetrapak là loại bao bì màng ghép rất nhẹ nhằm mục đích vô trùng, đảm bảo
chất lượng tươi, nguyên cho sản phẩm giàu dinh dưỡng và vitamin từ nguồn nguyên liệu.
Bao bì nhẹ, có tính bảo vệ môi trường, tiện ích cho sử dụng, chuyên chở, phân phối và
bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ thường với thời gian dài.
Điểm khác biệt để phân biệt bao bì ghép nhiều lớp thông thường với bao bì

tetrapak là sản phẩm cho vào bao bì tetrapak phải được tiệt trùng trước.
Các loại thực phẩm sau khi hoàn tất các công đoạn xử lý, chế biến, được đóng bao
bì, thanh trùng, tiệt trùng hoặc cũng có loại thực phẩm không áp dụng thanh trùng tiệt
trùng. Tùy theo công nghệ chế biến và bản chất sản phẩm. Thành phẩm có thể được tiệt
trùng rồi mới đóng gói bao bì với vật liệu bao bì đã tiệt trùng.