báo cáo kỹ thuật bao bì thực phẩm về bao bì kim loại

MỤC LỤC
1. Sơ lược về bao bì kim loại .............................................................................. 1
1.1. Sự ra đời và phát triển của bao bì kim loại .............................................. 1
1.2. Đặc điểm chung của bao bì kim loại ........................................................ 1
1.2.1. Ưu điểm của bao bì kim loại ............................................................. 1
1.2.2. Nhược điểm của bao bì kim loại ....................................................... 1
1.2.3. Ứng dụng........................................................................................... 1
2. Phân loại bao bì kim loại ................................................................................ 1
2.1. Phân loại theo hình dạng .......................................................................... 1
2.2. Phân loại theo vật liệu .............................................................................. 2
2.2.1.Bao bì nhôm ....................................................................................... 2
2.2.1.1.Đặc điểm của bao bì nhôm.......................................................... 2
2.2.1.2.Công nghệ chế tạo lon nhôm ...................................................... 2
2.2.2. Bao bì thép tráng thiếc (sắt tây) ........................................................ 3
2.2.2.1. Đặc điểm bao bì thép tráng thiếc ............................................... 3
2.2.2.3. Sự ăn mòn hóa học của bao bì thép tráng thiếc ......................... 6
2.3. Phân loại theo công nghệ chế tạo ............................................................. 7
2.3.1. Lon hai mảnh .................................................................................... 7
2.3.2. Lon ba mãnh (lon ghép) .................................................................... 9
3. Mức độ đáp ứng các chức năng ................................................................. 11
4. Mức độ an toàn .......................................................................................... 12
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................. 13


BAO BÌ KIM LOẠI
1. Sơ lược về bao bì kim loại
1.1. Sự ra đời và phát triển của bao bì kim loại
Năm 1810, một người Anh dùng bình tráng thiếc để chứa đựng thực
phẩm
Năm 1880, máy tự động sản xuất bao bì kim loại được giới thiệu lần
đầu tiên

Năm 1940, nước giải khác có gas đóng lon được đưa ra thị trường
Năm 1958 lần đầu tiên lon nhôm được bán
Năm 1968, Reynolds người tiêu dùng tiên phong tái chế lon nhom
1.2. Đặc điểm chung của bao bì kim loại
1.2.1. Ưu điểm của bao bì kim loại
- Nhẹ thuận lợi cho vệc vận chuyển
- Có thể gia nhiệt, làm lạnh nhanh trong mức có thể do không bị ảnh
hưởng của sốc nhiệt
- Đảm bảo độ kín, không thấm ướt
- Độ bền cơ học cao
- Chống ánh sáng thường, cũng như tia cực tím tác động vào thực
phẩm
1.2.2. Nhược điểm của bao bì kim loại
- Độ bền hóa học kém hay bị rỉ và bị ăn mòn
- Không thể nhìn thấy được sản phẩm bên trong
- Nặng và đắc hơn bao bì có thể thay thế nó là plastic
- Tái sử dụng bị hạn chế
- Giá thành bao bì cao
1.2.3. Ứng dụng
- Trong công nghiệp thực phẩm bao bì kim loại được dùng làm:
- Các loại lon chịu áp lực: các loại bia, nước ngọt có gas…
- Các loại hộp đựng bánh kẹo, sữa, thịt, cá đóng hộp, rau quả,…
- Làm nắp đậy cho chai, lọ thủy tinh
2. Phân loại bao bì kim loại
2.1. Phân loại theo hình dạng
 Lá kim loại (giấy nhôm)
1


 Hình trụ tròn

 Các dạng khác: đáy vuông, oval,…

2.2. Phân loại theo vật liệu
2.2.1.Bao bì nhôm
2.2.1.1.Đặc điểm của bao bì nhôm
Bao bì nhôm có dạng hình trụ tròn, thuộc loại lon hai mảnh: Thân
dính liền đáy và nắp. Nắp được ghép với thân theo cách ghép mí của lon
thép tráng thiếc ba mảnh
Bao bì nhôm nhẹ hơn rất nhiều so với các loại bao bì bằng các vật liệu
khác , rất thuận lợi trong việc vận chuyển.
Nhôm làm bao bì có độ tinh khiết từ 99 ÷ 99,8% và nhôm dùng làm
hộp có độ dày 320μm (0,32mm).
2.2.1.2.Công nghệ chế tạo lon nhôm
 Chế tạo nguyên liệu nhôm
Nhôm có trong tự nhiên dạng khoáng sản được gọi là quặng bauxite.
2


Quặng bauxit qua quá trình tinh chế loại bỉ tạp chất bẩn, chế tạo Al2O3
dạng bột mịn, trắng, dùng phương pháp điện phân nhôm oxit để thu được
kim loại Al. Nhôm thu được ở dạng nóng chảy, được phụ gia một lượng
nhỏ các kim loại khác nhằm tăng tính bên cơ và hóa cho sản phẩm bao bì.
Khối nhôm nóng chảy được đổ vào khuôn tạo thành thỏi, sau đó được cán
thành tấm, và cuộn lại, đó là nguyên liệu chế tạo lon nhôm đựng bia,
nước giải khát.
 Chế tạo thân hộp
Tấm nhôm được cắt thành hình tròn, sau đó được dập vuốt nong theo
khuôn để tạo dạng hình trụ. Phần đáy được tạo thành vòm làm tăng độ
chắc ở đáy lon.

Trong suốt quá trình chế tạo thân, thành lon luôn được bôi trơn để
giảm độ ma sát giúp lá nhôm di chuyển dễ dàng trên bề mặt các thiết bị.
Chất bôi trơn có thể được thu hồi trên quy trình liên tục qua một thiết
bị lọc và được tái sử dụng lại.
Phần thừa phía miệng lon được cắt, sấy bằng dòng khí nóng, và sau đó
đưa đến máy in để in nhãn hiệu, trang trí. Kế đó là công đoạn phủ vec-ni,
sau đó sấy khô vec-ni bằng thiết bị sấy. Sau khi thân lon được bôi trơn thì
cổ lon sẽ được tạo viền để ghép nắp.
 Chế tạo nắp lon
Nắp lon cũng được chế tạo từ cuộn nhôm tấm. Nhôm tấm nguyên liệu
được bôi trơn và được đưa vào máy cắt định hình để tạo hình tròn nắp,
dập tạo hình nắp, móc nắp thật chính xác, rửa sạch, sấy khô, gắn khóa
nắp và được phun lớp ao su đệm lên móc nắp để tạo độ chặt nắp và kín.
 Lớp chống ăn mòn
Lon được phủ lớp vec-ni để bảo vệ ăn mòn ngay trong quá trình chế
tạo. Do đó, lon nhôm chỉ bị ăn mòn hóa học khi lớp vec-ni bị trầy xước,
bong tróc tạo nên những khe, lỗ giúp môi trường axit của bia, nước giải
khát tiếp xúc với Al hoặc Al2O3 tạo nên phản ứng hóa học:
Al2O3 + 6H+ = Al3+ + 3H2O
Hoặc Al0 + 6H+ = Al3+ + 3H2
Khí H2 sinh ra không tạo áp lực đáng kể so với áp lực CO2 có sẵn
trong lon, nhưng nếu bị ăn mòn hóa học thì sẽ thủng ngay và hư hỏng sản
phẩm.
2.2.2. Bao bì thép tráng thiếc (sắt tây)
2.2.2.1. Đặc điểm bao bì thép tráng thiếc

3


a. Thành phần

Thành phần chính là sắt và các phi kim, kim loại khác như C, Mn, Si,
P, S,...
Lớp thiếc phủ bên ngoài hai mặt lớp thép. Lớp thiếc có tác dụng
chống ăn mòn. Chiều dày 0,1-0,3 mm, tùy vào loại thực phẩm đóng hộp.
Mặt trong có thể dày hơn, có phủ sơn.
Để tránh ăn mòn lớp thiếc bởi môi trường thực phẩm cũng như không
khí, H2 O, hơi nước tác động lên bề mặt ngoài bao bì, thì lớp thiếc phủ
lớp vecni bảo vệ. Nếu không có lớp vecni thì:
- Môi trường axit, muối của thực phẩm sẽ ăn mòn thiếc và sinh ra
khí H2 , ngoài ra còn tiếp tục ăn mòn lớp thép nền.
- Không khí ẩm và H2 O từ môi trường ngoài hoăc hơi nước và H2 O
của quá trình tiệt trùng có thể gây hư hỏng lớp mặt ngoài bao bì.
- Sự trầy sước bề mặt do sự co sát tiếp xúc của bao bì với những kim
loại khác.
 Đa số bao bì thực phẩm bằng thép tráng thiếc cần thiết được
tráng lớp vec-ni bằng nhựa nhiệt rắn ở mặt trong, và lớp bề mặt ngoài
được sơn không bị bong tróc, và bảo vệ lớp thiếc tráng thép.
Thép có màu xám đen không có độ dày bóng bề mặt, có thể bị ăn mòn
trong môi trường axit, kiềm. Khi được tráng thiếc thì thiếc có bề mặt sáng
bóng. tuy nhiên thiếc là kim loại lương tính nên dễ tác dụng với axit và
kiềm, do đó ta cần tráng lớp sơn vec ni.
Theo đặc tính của thép công nghiệp, thép tấm dung làm lon hộp bao bì
thực phẩm thuộc loại L và MR. Loại MR được sử dụng phổ biến cho các
loại thực phẩm: rau quả, thịt, cá. Loại L có tính chống ăn mòn cao hơn
loại MR, vì L có chứa các nguyên tố Ni, Cr, Mn.
b. Cấu tạo
 Lớp sắt nền
Lớp sắt nên hay nguyên liệu thép tấm dày 0,2÷0,36mm. Độ cứng của
thép ảnh hưởng đến việc chế tạo lon.
 Lớp hợp kim Fe𝑆𝑛2 dày khoảng 0,15𝜇𝑚

Lớp sắt nền sau khi được tráng thiếc, thì được xử lí hóa học để hình
thành lớp hợp kim Fe- Sn. Tính liên tục của lớp hợp kim và độ dày của
nó ảnh hưởng tới tính chống ăn mòn của thép nguyên liệu. Nếu lớp thiếc
bị hòa tan vào thực phẩm thì lớp hợp kim sẽ trở thành lớp bảo vệ thứ hai.
 Lớp thiếc dày khoảng 0,35𝜇m
Thời gian bảo quản của lon và độ mạ thiếc tỉ lệ với nhau: lớp mạ thiếc
càng dày thì trên bề mặt thiếc càng ít lỗ, do đó chống ăn mòn càng tốt.
4


 Lớp oxy hóa
Lớp dày khoảng 0,002𝜇𝑚 được tạo ra trong quá trình xử lý hóa học
lớp thiếc mạ bằng dung dịch Na2 Cr2 O7 có tác dụng bảo vệ lớp thiếc bên
trong
 Lớp dầu DOS
Phủ lên lớp bề mặt thép tấm, sau khi đã xử lý hóa học oxit thiếc nhằm
để bôi trơn và che phủ tránh trầy sước; lớp dầu khoảng 0,002 µm. Đây là
loại dầu khoáng có tên dioctyl sebacate hay acetyl tribulcetrate
c. Ưu điểm của bao bì thép tráng thiếc
- Có độ dẻo cao nên dễ cán tạo thành tấm mỏng có độ dầy nhất định
để cấu trúc nên bao bì dạng hộp
- Có khả năng chống xuyên thấm rất tốt
- Có độ bền cơ học cao chịu uốn chịu kéo tốt tạo thuận lợi cho quá
trình gia công như dập uốn , gấp mép
- Có khả năng chịu được nhiệt độ cao nên có khả năng đáp ứng được
các sản phẩm thanh trùng
- Có khả năng chịu được áp suất cao nên có thể dùng cho các sản
phẩm cần nạp khí với áp suất nhất định
- Khối lượng 1 hộp tương đối nhẹ so với khối lượng của sản phẩm
d. Nhược điểm bao bì thép tráng thiếc

- Quy trình sản xuất khá phức tạp và chi phí cao, từ thép tấm chế tạo
lon, lon đựng thực phẩm.
- Bao bì này không thể tái sử dụng, đồng thời bao bì tải cũng rất tốn
phí và công sức để tái chế, do đó công nghiệp đồ hộp thực phẩm vẫn
còn gây tồn tại ô nhiễm môi trường.
- Rất dễ bị oxy hóa nên cần phải tạo lớp mạ thiếc, ngoài ra phải tạo
màng phủ bảo vệ bằng véc ni hoặc bằng sơn
- So với nhôm, bao bì sắt tây thường dầy hơn nên khối lượng bao bì
sắt tây có cùng kích thước nặng hơn nhiều
- Độ dẻo của sắt kém hơn nhôm nên khó gia công và khó tạo hộp có
độ sâu như hộp nhôm
- Phần lớn thân hộp bằng sắt tây được tạo bằng cách ghép mí hoặc hàn
nên rất dễ có khả năng không hoàn toàn kín, làm tăng độ xuyên thấm.
2.2.2.2. Công nghệ chế tạo bao bì thép tráng thiếc

5


Quặng sắt

Loại bỏ tạp chất

Oxi

Nhập liệu vào lò luyện thép

Thép lỏng

Thép có độ cứng
đạt yêu cầu

Rót khuôn tạo phôi thép

Gia nhiệt

Cán thành tấm

Làm lạnh, tôi bề mặt

Hình 2.2.2.2. Qui trình chế tạo nguyên liệu thép
Sau khi kết thúc quá trình luyện thép, thép lỏng được tháo liệu khỏi lò
và rót khuôn tạo phôi thép, phôi được gia nhiệt để cán lại thành tấp qua
nhiều giai đoạn. Sau đó thép được làm lạnh và tôi bề mặt để đạt độ cứng
theo yêu cầu.
Thép trong chế tạo bao bì thực phẩm cần phải có độ tinh sạch cao, đạt
được độ dẻo dai (C ≤ 0,2%)
Độ dày thép để chế tạo bao bì thực phẩm là 0,15 - 0,5 mm, tùy theo
đặc tính của thực phẩm.
2.2.2.3. Sự ăn mòn hóa học của bao bì thép tráng thiếc
a) Ăn mòn bởi môi trường H+, tạo ra Sn2+ và Fe2+
Sn2+ có thể gây mùi tanh khó chấp nhận về an toàn vệ sinh thực phẩm.
Hàm lượng Sn cho phép có mặt trong thực phẩm là 250ppm, một số sản
6


phẩm yêu cầu là 150ppm. Nếu vượt quá giới hạn này thì thực phẩm phải
được hủy bỏ.
Fe2+ tuy không gây độc hại với người tiêu dùng nếu hàm lượng không
quá cao, nhưng với hàm lượng ≥ 20ppm thì có thể xuất hiện một vài vệt
xám màu ảnh hưởng đến cảm quan thực phẩm.

b) Ăn mòn bởi môi trường H2S tạo ra ZnS, SnS, FeS gây mất giá trị cảm
quan cho sản phẩm.
2.3. Phân loại theo công nghệ chế tạo
2.3.1. Lon hai mảnh
Lon hai mãnh gồm thân dính liền với đáy, nắp rời được ghép mí với
thân. Vật liệu chế tạo phải có tính mềm dẻo cao, đó chính là nhôm. Được
chế tạo theo công nghệ kéo vuốt tạo nên thân rất mỏng so với độ dày
đáy, nên dễ bị đâm thủng, móp, biến dạng khi va chạm cơ học. Lon hai
mãnh là loại thích hợp chứa các thức uống có gas vì tạo áp suất đối kháng
bên trong.

7


Cuộn nhôm lá

Duỗi, trải thẳng

Bôi trơn để giảm ma sát

Cắt thành hình tròn

Cắt thành hình tròn nắp

Dập tạo hình thân trụ sơ bộ

Dập tạo hình nắp, tạo móc nắp

Mang vuốt tạo thân trụ có chiều
cao yêu cầu và tạo dạng đáy lon

Gán khóa vào tâm nắp

Rửa sach chất bôi trơn

Cắt phần thừa ở miệng lon

Sấy khô nắp

Rửa sach chất bôi trơn

Sấy thân lon

In mặt ngoài thân
lon
Phủ vecni bảo vệ lon,
nắp
Sấy khô lớp
vecni
Lon thành phẩm

Nắp thành phẩm

Hình 2.3.1. Qui trình chế tạo lon hai mãnh
8

Tạo khóa nắp


2.3.2. Lon ba mãnh (lon ghép)

Công nghệ chế tạo lon ba mãnh được áp dụng cho vật liệu thép. Lon
ba mãnh gồm thân, nắp, đáy được chế tạo riêng biệt sau đó ghép mí lại
với nhau.
Thân, nắp, đáy có độ dày như nhau vì thép rất cứng, vững, không
mềm dẻo như nhôm, không thể nong vuốt lon có chiều cao như nhôm, chỉ
có thể nong vuốt ở chiều cao nhỏ.
Tấm thép

Rửa dầu, sấy khô

Phủ vecni, sây khô

In nhãn hiệu

Cắt, hàn mí thân lon

Loe miệng, tạo gân

Ghép mí đáy và thân

Phủ vecni

Sấy

Sản phẩm hộp có đáy, nắp rời

Hình 2.3.2. Qui trình chế tạo lon ba mãnh
9

Nguyên liệu

Rử dầu, sấy khô

Tráng vecni

Sấy khô

210℃
Cắt định hình

Dập tạo móc thân

Viền nắp

Phun keo

Cao su dạng past

Sấy khô keo

60℃

Nắp hoặc đáy

Hình 2.3.3. Quy trình chế tạo nắp hoặc đáy lon ba mảnh
10


Bảng 2.3. So sánh lon hai mãnh và lon ba mãnh

TT
Ưu điểm

Nhược điểm

Lon hai mảnh
- Có ít mối ghép
→Thích hợp cho các sản
phẩm có áp suất đối kháng
bên trong ( nước có gas)
→Giảm nguy cơ nhiễm
độc từ mối hàn
- Tố ít thép hơn, nhẹ hơn.
- Chế tạo theo công nghệ
kéo vuốt nên thân mỏng,
mềm, dễ bị biến dạng, đâm
thủng
- Công nghệ sản xuất tốn
kém hơn

Lon ba mảnh
- Đỡ tốn chi phí vận chuyển
bao bì (có thể giảm thể tích
chứa bao bì)
- Chế tác từ thép nên thân
cứng vững

- Chế tạo phức tạp do có
nhiều mố ghép
- Nguy cơ nhiễm độc do mối

hàn có chì, than rỉ từ mối
hàn.

3. Mức độ đáp ứng các chức năng
 Chức năng chứa đựng
- Phù hợp với tính chất sản phẩm
- Đảm bảo nguyên vẹn về khối lượng, thể tích
 Chức năng bảo vệ và bảo quản
- Các yếu tố tác động
+ Nhiệt độ, không khí ẩm, bụi, các chất gây hại trong không khí dễ
xâm nhập.
+ Tác động cơ học.
 Chức năng sử dụng
- Dễ mở
- Dễ rót
- Kích thước phù hợp
 Chức năng thông tin
- Trên bao bì cung cấp đầy đủ thông tin cần thiết về sản phẩm
 Chức năng văn hóa
- Thể hiện ở ngôn ngữ, hình vẽ, màu sắc, kích thước và hình dạng.
11


 Chức năng marketing
- Công nghệ in ấn phát triển đa dạng về hình dáng, màu sắc, mẫu mã,..
Nổi bật, ấn tượng và thu hút người tiêu dùng
 Chức năng phân phối
- Lượng sản phẩm phù hợp với người tiêu dùng và thói quen
- Chịu trọng tải khi được xếp thành các lớp
- Có hình chữ nhật hay hình trụ đáy tròn để thuận lợi cho việc vận

chuyển, phân phối, trưng bày.
 Chức năng sản xuất
- Có độ bền cơ học phù hợp với tính năng của các loại máy móc, thiết
bị
- Có khả năng chịu được các yếu tố của công nghệ: áp suất, nhiệt độ,
độ ẩm.
- Dễ bị ăn mòn.
 Chức năng môi trường
- Có khả năng tái sử dụng nhưng còn hạn chế
- Có khả năng tái chế thành nguyên liệu cho các ngành công nghiệp
khác
- Không tự phân giải trong môi trường.
4. Mức độ an toàn
- Có khả năng chống thấm rỉ
- Nguyên liệu làm thép: Quặng sắt nên có thể nhiễm tạp chất. Độ an
toàn không cao
- Quá trình sản xuất: có thể bị ăn mòn hóa học
- Có thể thanh trùng, tiệt trùng để sản xuất đảm bảo an toàn
- Quá trình bảo quản thực phẩm trong bao bì: do tráng lớp vecni nên ít
chịu tác động của acid và kiềm.

12


TÀI LIỆU THAM KHẢO
Đống Thị Anh Đào.2005. Kỹ thuật bao bì thực phẩm. NXB Đại học
Quốc gia TP.HCM
Nguyễn Duy Thinh. 2015. Bao bì thực phẩm
Lê Trần Ngọc Trang.2011. Bài Giảng Bao bì phụ gia thực phẩm.
Trường Đại học Lạc Hồng

Bùi Hữa Thuận, Phan Thị Thanh Quế. 2003. Bài Giảng Kỹ thuật bao
bì thực phẩm.

13