VẬT LIỆU BAO BÌ SINH HỌC

Trường Đại Học Bách Khoa
Khoa Kỹ Thuật Hóa Học
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm
Báo Cáo Bao Bì Thực Phẩm
VAÄT LIEÄU BAO BÌ
SINH HOÏC
GVDH: PGS.TS Đống Thị Anh Đào
SVTH: HC07TP
Năm học: 2009 – 2010
I. Mở đầu
Theo thống kê sơ bộ của Bộ Tài nguyên Môi Trường, trung bình 1 ngày, 1 người
tiêu dùng phải sử dụng ít nhất một chiếc túi nilon. Thời gian để phân hủy những chiếc
nilon này là khoảng 50 năm sẽ ảnh hưởng không nhỏ đến môi trường. Nhự a nhiệt dẻo
phải mất từ 10 tới 30 năm. Thậm chí là một thế kỷ mới có thể phân hủ. Nếu mang đốt,
chúng sẽ gây ô nhiễm không khí. Trong khi đó, chôn lấp sẽ tốn đất và ảnh hưởng tới
nguồn nước ngầm. Hoạt động tái chế cần đầu tư trang thiết bò đắt tiền, hiệu quả kinh tế
thấp. Chỉ riêng năm 1996, thế giới sử dụng 150 triệu tấn nhựa dẻo. Chính vì những lý
do trên mà nhiều nước trên thế giới đã bắt đàu nghiên cứu polymer tự phân hủy từ
những năm 1980 để sử dụng trong nông, lâm nghiệp, chế biến thực phẩm (bao túi đựng
thực phẩm ) và y tế ( màng mỏng phủ vết bỏng và polymer để gắn xương. Năm 1980
trên thế giới mới chỉ có 7 – 12 sáng chế trong ngành này. Tuy nhiên, con số đó đã tăng
lên 1500 trong 10 tháng năm 2003. Hiện Mỹ đã thay thế 30% nhựa nhiệt dẻo bằng
polymer tự phân hủy.
Nước Mỹ sử dụng 190lbs nhựa mỗi năm, trong đó khoảng 60lbs thì được
dùng để đóng gói và sẽ được bỏ đi ngay sau khi bao bì được mở. Nhiều vật
liệu plastic sẽ được bỏ trong nơi đổ rác và là nơi mà chúng tồn tại hàng
nhiều thế kỉ ở đó. Sự phát triển dân số liên quan đến vấn đề rác thải và
nhu cầu phát triển các vật liệu có tính chống đỡ tốt hơn, dẫn đến việc ra đời
các công ty nghiên cứu và chế tạo ra các vật liệu polyme phối trộn từ
nguồn nông nghiệp. Chúng ta tin tưởng rằng vật liệu polyme sinh học sẽ có
tiềm năng lớn trong thò trường đóng gói thực phẩm trong 10 năm tới. Sự có

mặt của nó góp phần làm giảm đi sự phụ thuộc vào dầu mỏ nước ngoài và
chúng ta sẽ giải quyết được vấn đề môi trường do bao bì plastic gây ra.
Trong những năm gần đây, các quốc gia có những đạo luật như: các cơ sở
sản xuất phải có trách nhiệm với các sản phẩm do mình làm ra ở giai đoạn
cuối vòng đời tồn tại của nó, chính sách giao vấn đề quản lý chất thải cho
các nhà sản xuất, giới hạn lượng bao bì đóng gói thực phẩm, khuyến khích
các tổ chức chính quyền sử dụng vật liệu sinh học. Những chính sách này
giúp cho việc tạo ra môi trường phát triển cho polyme sinh học.
2
II. Các loại vật liệu
Polyme được xem như là “xanh” thì phải thỏa mãn 2 yếu tố: Một là chúng phải
được tạo ra từ những nguồn nguyên liệu có thể tái tạo, làm đổi mới lại được như: cây
trồng…Hai là chúng phải trở thành phân bón khi bò phân hủy.
Hai điều kiện này thì
không phụ thuộc vào nhau. Có 2 loại polyme: tự
nhiên và tổng hợp. Polyme tự
nhiên được tạo ra từ các nguồn có thể hồi
phục lại được : tinh bột, xenlulo và polyme
tổng hợp thì dựa vào các chế phẩm của công nghiệp dầu mỏ.
Bao bì sinh học là sản phẩm từ nguyên liệu tự nhiên, có 3 dang:
Polymer được tách trực tiếp từ sinh vật.
Polymer tổng hợp từ các
monomer có nguồn gốc sinh học.
Các hợp chất hữu cơ thiên
nhiên được biến đổi. importn
foodpckaging?
Bao bì từ vật liệu sinh học phải đáp ứng được các tiêu chuẩn như: tính
chống chấm (nước, khí, ánh sáng, mùi), đặc tính quang học (trong suốt,…),
tính co giãn, có thể đóng dấu hoặc in ấn dễ dàng, kháng nhiệt và hóa chất,
tính ổn đònh cũng như thân thiện với môi trường và có giá cả cạnh tranh.

Hơn nữa, bao bì phải phù hợp với quy đònh về bao bì thực phẩm, tương tác
giữa bao bì và thực phẩm phải đảm bảo chất lượng và an toàn thực phẩm.
Vật liệu sinh học có thể tự phân hủy trong thiên nhiên, vì vậy không ảnh
hưởng đến môi trường. Nhờ không sử dụng các hóa chất tổng hợp, bao bì từ
sinh học sẽ an toàn hơn đối với thực phẩm và sức khỏe của con người.
3
Hiện nay, vật liệu bao bì sinh học chủ yếu từ polymer sinh học chẳng hạn như : tinh
bột, cellulose, protein, pullulan, gelatin… và các monomer tù chất hữu cơ lên men.
1. Vật liệu từ tinh bột
Đây là nguồn nguyên liệu phong phú, có sẵn và rẻ tiền. Tinh bột có 2 thành phần là
Amilose và Amilopectin.
Trong tự nhiên tinh bột có nhiều ở ngũ cốc, một số loại củ và một số loại đậu.
Hạt tinh bột có thể được kết hợp với plastic truyền thống, đặc biệt kết hợp với
polyolefins. Khi đó plastic sẽ được phân hủy bởi vi sinh vật, vi sinh vật sẽ sử dụng tinh
bột, làm tăng độ xốp tạo khoảng trống làm mất tính nguyên vẹn của mạng plastic.
Có 3 loại polyme phối trộn: poly(hydroxylalkanoates) (PHA), polylactic
acid
(PLA), thermoplastic tinh bột (TPS). Ba loại này nag notice quant tam trong những năm
gần đây.
PLA notice sản xuất từ sự lên men tinh bột (chủ yếu là tinh bột bắp). Loại
polyme này tiêu tốn ít năng lượng hơn plastic. Mặc dù những polyme này rất thân thiện
4
Hình ảnh ly nhựa bằng vật liệu sinh học trong 1, 15, 30, 50 ngày
với môi trường, nhưng vẫn chưa sử dụng rộng rãi do chi phí sản xuất còn cao. Polyme
TPS là polyme 100% từ tinh bột đã có chỗ đứng
trên thò trường. Nó có ưu điểm là: chi
phí năng lượng, giá cả thấp hơn so với plastic truyền thống.
Mặc dù có nhiều ưu điểm nhưng vẫn còn nhiều rào cản khiến chúng chưa
notice sử
dụng rộng rãi: sự hoài nghi của người tiêu dùng, chi phí nguyên liệu, chi phí kỹ thuật.

Để vượt qua những rào cản đó chúng ta phải có những chính sách như sau:
Đưa ra những nghiên cứu mở rộng về việc đóng gói bao bì có bổ sung khí
quyển.
Tiếp tục nhắm vào các mặt hàng ở các cửa hàng tạp hóa, các sản
phẩm trái cây,
rau,sản phẩm snack cho trẻ em và thực phẩm cho vật nuôi trong nhà.
Tìm kiếm sự đồng tình ủng hộ của các tổ chức có quan tam đến vấn đề môi trường
như: các trường đại học, cao đẳng, đồng thời tìm kiếm các tổ chức nào cũng quan tâm
đến vấn đề này để có thể giúp đỡ lẫn nhau.
Nhấn mạnh vào sự tiện ích bởi vì còn rất nhiều người không quan tâm đến môi
trường và sự tiện ích của nó.
1.1. Vật liệu PLA
Những vật liệu đóng gói bằng plastic vững chắc, sạch được sử dụng phải thỏa mãn
các điều kiện: không đắt tiền, nhẹ, sạch, không thấm khí, không thấm nước và dầu.
Người ta sản xuất PLA dựa vào nguồn nguyên liệu từ tinh bột bắp. Bắp
được xay
và cán. Sau đó sẽ được đường hóa thành các dextrin. Các dextrin này sẽ được chuyển
thành axit lactic qua quá trình lên men. Và rồi sẽ được cô đặc, lúc này 2 phân tử lactic sẽ
kết hợp lại thành cấu trúc vòng gọi là lactid. Hợp chất lactid này sẽ được làm sạch qua
quá trình chưng cất. Sau dó chúng sẽ được trùng hợp tạo chuỗi polyme mạch dài. Để có
nhiều loại thì ta có thể thay đổi phân tử lượng và độ trong. Bằng cách thêm vào nhiều chất
bổ sung ta sẽ có vật liệu PLA.
5
Qui trình sản xuất PLA