Tiểu luận Sản xuất màng nhựa đơn

Đề tài: Quy trình chế tạo màng nhựa đơn.  PAGE \* MERGEFORMAT 2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÒN KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÔN CÔNG NGHỆ BAO GÓI ĐỀ TÀI BÁO CÁO QUY TRÌNH SẢN XUẤT MÀNG NHỰC ĐƠN NHÓM: Nguyễn Hoàng Tường Minh TP208.4 Nguyễn Thị Thu Hằng TP208.4 Nguyễn Thị Mỹ Hạnh TP208.4 Đồng Kỳ Duyên TP208.4 Phạm Thị Ánh Tuyết TP208.4 Nguyễn Tiến Đạt TP208.4 Nguyễn Văn Thắng TP208.4 Trần Đức Vương TP208.4 Nguyễn Ngọc Ngân TP208.4 Nguyễn Thị Ngọc Hương TP208.4 Phạm Thị Ngọc Hân TP208.3 Lời mở đầu Thực phẩm là nhu cầu cần thiết cho sự sống và phát triển của loài người. Thời kì sơ khai, thực phẩm đơn giản cả về phương pháp chế biến và bảo quản. Hầu hết các loại thực phẩm đều bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài như nước, đất, bụi, oxy, vi sinh vật...Vì vậy chúng phải được chứa đựng trong bao bì kín. Bao bì là kết quả của một quá trình phát triển lâu dài. Nó là sản phẩm ra đời từ kết quả của việc nghiên cứu liên tục nhằm tìm kiếm các phương pháp tốt hơn cho việc sản xuất bao bì hàng hoá khác nhau với mục đích bảo vệ tốt nhất cho hàng hóa. Ngày nay, vai trò của bao bì ngày càng trở nên quan trọng hơn trong việc xây dựng một thương hiệu mạnh và nhất quán cho sản phẩm thực phẩm. Bao bì không chỉ có tác dụng bao gói, chứa đựng, mô tả và giới thiệu sản phẩm mà nó còn là nhân tố quan trọng tác động đến sự lựa chọn của khách hàng. Đặc biệt, trong những năm gần đây màng nhựa là một loại bao bì rất phổ biến trong đó có màng nhựa đơn - đã được ứng dụng rất nhiều trong ngành bao gói sản phẩm thực phẩm. Hiện nay trên thị trường đang sử dụng các lọai bao bì nhựa phổ biến như : PE, PP, PVC, PC, PET… CÁC LOẠI VẬT LIỆU CHẾ TẠO MÀNG ĐƠN Bao bì là loại vật dụng để bao, gói, giữ, chứa đựng một loại sản phẩm, trợ giúp trong việc vận chuyển và lưu trữ. Bao bì phải đảm bảo chất lượng cho sản phẩm, có thể phân phối, lưu kho, kiểm tra và thương mại… một cách thuận lợi. Màng đơn lớp (Single-layer film) là màng mỏng chỉ gồm một lớp  HYPERLINK "" \o "Vật liệu" vật liệu . Tính chất của màng được tạo ra từ lớp vật liệu đó . Đối với loại màng đơn này nguyên liệu sử dụng chủ yếu là PE (PELD, PELLD) và PP, PET, OPP, PA, EVOH. Polyetylene – PE:   Đặc tính: - Trong suốt, hơi có ánh mờ, có bề mặt bóng láng, mềm dẻo. - Chống thấm nước và hơi nước tốt. - Chống thấm khí O2, CO2, N2 và dầu mỡ đều kém. - Bị căng phồng và hư hỏng khi tiếp xúc với tinh dầu thơm hoặc các chất tẩy như Alcool, Acêton, H2O2… - Có thể cho khí, hương thẩm thấu xuyên qua, do đó PE cũng có thể hấp thu giữ mùi trong bản thân bao bì, và cũng chính mùi này có thể đưộc hấp thu bởi thực phẩm được chứa đựng, gây mất giá trị cảm quan của sản phẩm. Hạt nhựa PE Ứng dụng: - Làm túi xách các loại, thùng (can) có thể tích từ 1 đến 20 lít với các độ dày khác nhau. - Sản xuất nắp chai. Do nắp chai bị hấp thu mùi nên chai đựng thực phẩm đậy bằng nắp PE phài được bảo quản trong một môi trường không có chất gây mùi. Một số sản phẩm của phản ứng trùng hợp PE: Linear low density polyetylen (LLDPE), Low density polyetylen (LDPE), Medium density polyetylen (MDPE), High density polyetylen (HDPE).Polypropylene – PP: Hạt nhựa PP Đặc tính : - Tính bền cơ học cao (bền xé và bền kéo đứt), khá cứng vững, không mềm dẻo như PE, không bị kéo giãn dài do đó được chế tạo thành sợi. Đặc biệt khả năng bị xé rách dễ dàng khi có một vết cắt hoặc một vết thủng nhỏ. - Trong suốt, độ bóng bề mặt cao cho khả năng in ấn cao, nét in rõ. - Nhiệt độ hàn dán mí (thân) bao bì PP (140oC) cao so với PE có thể gây chảy hư hỏng màng ghép cấu trúc bên ngoài, nên thường ít dùng PP làm lớp trong cùng. - Có tính chất chống thấm O2, hơi nước, dầu mỡ và các khí khác. Ứng dụng: - Dùng làm bao bì một lớp chứa đựng bảo quản thực phẩm , không yêu cầu chống oxy hóa một cách nghiêm nhặt. - Tạo thành sợi, dệt thành bao bì đựng lương thực, ngũ cốc có số lượng lớn. - PP cũng được sản xuất dạng màng phủ ngoài đối với màng nhiều lớp để tăng tính chống thắm khí, hơi nước, tạo khả năng in ấn cao, và dễ xé rách để mở bao bì (do có tạo sẵn một vết đứt) và tạo độ bóng cao cho bao bì. Polyester – PET Hạt nhựa PET Đặc tính: - Bền cơ học cao, có khả năng chịu đựng lực xé và lực va chạm, chịu đựng sự mài mòn cao, có độ cứng vững cao. - Trơ với môi trường thực phẩm. - Trong suốt. - Chống thấm khí O2, và CO2  tốt hơn các loại nhựa khác. Ứng dụng: Do tính chống thấm rất cao nên PET được dùng làm chai, bình đựng nước tinh khiết, nước giải khát có gas…. Polyamide – PA Hạt nhựa PA Đặc tính: Chống thẩm thấu khí hơi rất tốt. Chống thấm nước kém. Không có tính cứng vững như PP, do đó không có chế tạo chai lọ. Có khả năng hấp thụ nước, hơi nước. Có tính chống thấm khí O2, N2, CO2 rất cao. Có tính bền cơ lý cao: chịu được va chạm, chống được sự trầy xước,mài mòn, và xé rách hoặc thủng bao bì. Có khả năng hàn dán nhiệt khá tốt. Có khả năng in ấn tốt, không cần xử lý bề mặt trước khi in. Ứng dụng: Màng PA ghép cùng với PE, dùng làm bao bì chứa thực phẩm lạnh đông và thực phẩm dạng lỏng có thể chịu được nhiệt độ thanh trùng đến 1000C trong 10 phút, hoặc làm màng co bao bọc thực phẩm ăn liền. Dùng làm bao bì hút chân không hoặc bao bì ngăn cản sự thẩm thấu O2 hoặc thoát hương. Loại màngKhả năng chịu nấu sôiKhả năng ngăn cản hơi nướcKhả năng ngăn cản khíĐộ trongsuốtTính dễ inKhả năngchịu kéo LDPE+++-+++- LLDPE++++-+++- HDPE+++--++ PP++++-++++++ BOPP±/+++++-++++++- PET±--+++++ BOPET±-+++++++- PA--+++++++BOPA--++++++++-  Chú thích: +++: Rất tốt; ++: Tốt; +: Trung bình; -: Không tốt 5. Ethylene vinyl alcohol (EVOH): Đặc tính: Có tính chống thấm khí O2 tốt khi ở độ ẩm thấp, nhung ở độ ẩm cao thì tính chống thấm này của EVOH giảm đáng kể. Có tính bền cơ cao, trong suốt, mềm dẻo, chống thấm khí, mùi hương tốt và chế tạo dễ dàng do nhiệt độ chảy ổn định. Ứng dụng: EVOH thường được ghép chung với các màng plastic để tăng tính chống thấm khí O2 và các loại hơi khí khác và được chế tạo dạng đùn ép. EVOH được đặt vào bên trong của màng nhiều lớp để duy trì độ ẩm của EVOH thấp. - EVOH có tính chống thấm khí nhạy cảm với độ ẩm môi trường nên được dùng trong bao bì thực phẩm màng ghép ba lớp chống thấm khí hương. 6. Oriented polypropylene _ OPP: Đặc tính: - Tính bền cơ học cao. - Khả năng bị xé rách dễ dàng khi có một vết cắt hoặc một vết thủng nhỏ. - Có độ trong suốt, độ bóng bề mặt cao. - Có tính bền nhiệt. - Có tính chống thấm O2, khí và hơi. Ứng dụng: OPP được chế tạo dạng màng đề ghép tạo lớp ngoài cùng cho bao bì nhiều lớp để nhằm tăng tính chống thấm khí hơi, và dễ xé rách để mở bao bì và tạo độ bóng cao cho bao bì. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÀNG ĐƠN MÀNG ĐƠN Phương pháp thổi màng Phương pháp cán màng Máy ép đùn Nguyên liệu Cấu tạo máy ép đùn: Cả hai phương pháp thổi và cán màng đều phải qua giai đoạn đun nóng chảy hạt nhựa trong máy ép đùn. Nguyên liệu nhựa ở dạng hạt nhỏ được cho vào HYPERLINK ""phễu (hopper) gắn vào thùng máy đùn. Phụ gia như chất màu và chất ức chế tia cực tím (trong hoặc dạng lỏng hoặc viên) thường được sử dụng và có thể được pha trộn vào nhựa trước khi đến phễu. Phễu ở gần phía sau của thùng và có nối với vít. Các vít (screw) quay (thường lên tới 120 vòng / phút) chuyển tiếp các hạt nhựa vào thùng (barrel) và được đun nóng đến nhiệt độ nóng chảy mong muốn của nhựa (có thể dao động từ 200°C (392°F) đến 275°C (527°F) phụ thuộc vào polymer). Vít có đường kính tăng dần từ sau ra trước để ép hết các khí tồn tại trong hạt nhựa ra ngoài. Trong hầu hết các quy trình, một dạng gia nhiệt được thiết lập cho các thùng trong đó có ba hoặc nhiều hơn các bộ điều chỉnh PID độc lập kiểm soát khu vực gia nhiệt dần dần tăng nhiệt độ của thùng từ phía sau (nơi nhựa nhập vào) ra phía trước. Điều này cho phép các hạt nhựa nóng chảy dần khi chúng được đưa qua thùng và làm giảm nguy cơ quá nóng có thể gây suy thoái trong polymer. Nhiệt nóng chảy được duy trì là nhờ các áp lực và ma sát xảy ra bên trong thùng. Trong thực tế, nếu một dây chuyền đùn thổi đang chạy với một vật chất nhất định đủ nhanh thì các thiết bị gia nhiệt có thể được đóng lại và nhiệt độ tan chảy được duy trì bởi áp lực và ma sát bên trong thùng. Ở mặt trước của thùng, nhựa nóng chảy rời khỏi vít và đi qua một tấm lưới chắn (breaker plate) (một tấm kim loại dày với nhiều lỗ khoan qua nó) để lọc các hạt nhựa và các chất phụ gia khác chưa nóng chảy. Sau khi đi qua tấm chắn, nhựa nóng chảy vào khuôn (die). Khuôn là thiết bị tạo hình cho sản phẩm cuối cùng. Blown Film Extrusion Die Tùy theo từng phương pháp cán hay thổi mà khuôn được thiết kế khác nhau: đối với màng thổi thì khuôn sẽ có hình vành khăn, còn đối với màn cán, khuôn có hình chữ T. 1.Quy trình sản xuất màng thổi: Mô tả quy trình: Hạt nhựa sau khi đun nóng chảy được đẩy qua một khuôn tạo hình vành khuyên được bố trí thẳng đứng để tạo thành một ống thành mỏng. Thông qua một lỗ hổng ở giữa khuôn không khí được đưa vào bên trong để thổi phồng ống. Phía trên khuôn, người ta bố trí một vòng không khí tốc độ cao để làm nguội ống màng phim nóng. Ống màng sau đó tiếp tục đi lên và được làm lạnh đến khi nó đi qua một con lăn có tác dụng làm dẹp màng lại và tạo thành màng đôi. Sau đó màng đôi này được đưa ra khỏi tháp đùn thông qua một hệ thống các con lăn. Màng đôi sau đó được để nguyên hay cắt thành 2 màng chiết rồi cuộn lại thành ống. Màng đôi được dùng để làm túi bằng cách hàn kín theo chiều rộng của màng rồi cắt hay khoét để tạo thành từng túi. Quá trình này có thể được thực hiện cùng lúc hay sau khi thổi màng. 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. Ứng dụng của quá trình sản xuất màng thổi: Sản phẩm là các loại màng như túi xốp, túi đựng thực phẩm đã hoặc chưa qua chế biến. Dùng làm bao bì một lớp chống thấm nước, hơi, khí O2 chứa đựng bảo quản thực phẩm, nếu yêu cầu chống oxi hóa một cách nghiêm ngặt thì dùng màng PP có độ dày cao khoảng 25 – 30. PP cũng được sản xuất màng ghép cùng với nhiều màng vật liệu khác để đảm bảo tính chống thấm khí, hơi, dầu mỡ. Shrink film for unitizing and protecting products Film for form fill and seal appliction Cling film for supermarket packaging Metal-laminated high-tech seal-peel Film for mailings Stand-up pouches T-shirt bag for fruits and vegetables Co-extruded films for merchandise bags with handle Film for seal-peel application Candy wrap films with excellent twist propertiesRobust films for heavy duty sacksSeal-peel film with barrier properties Lidding film Cereal liners with barrier against water vapor and good saeling properties High barrier film for vacuum packagingStretch hoods for pallet packages  Quy trình sản xuất màng cán: Máy ép đùn (nhựa nóng chảy) Hạt plastic Khuôn hình chữ T Các trục cán tạo màng Làm nguội Cuộn màng Sản phẩm Mô tả quy trình: T-dies For Plastic Sheet T-dies For Pp Pe Ps Cán là một quá trình được dùng để tạo màng, tấm nhựa. Nhựa sau khi được đun nóng chảy thành dạng bột nhão (paste) chảy ra khỏi máy ép đùn thông qua một khuôn hình chữ T có tác dụng dàn đều lượng nhựa nóng chảy định hình cho sản phẩm sẽ chảy qua hai hay nhiều trục cán có tốc độ quay điều chỉnh được, quay ngược chiều nhau, gia nhiệt chính xác, được cuộn lại thành cuộn với chiều dày và chiều rộng xác định. Các trục cán song song có bề mặt rất phẳng, quay cùng tốc độ. Bề mặt được đánh bóng hoặc tạo hình nổi, cứng hoặc mềm tùy vào loại vật liệu. Sau khi hóa dẻo (plasticzing), nhựa nóng chảy dạng paste được chuyển qua máy cán nhiều trục. Máy cán có thể có từ 2 – 7 trục được đặc trưng bởi cách bố trí: I, Z hay L ngược. Thông dụng nhất là kiểu chữ L ngược có 4 trục cán và loại chữ Z. Kiểu chữ Z có nhiều thuận lợi: tấm nhựa mất nhiệt ít (vì chuyển động ngắn), cấu trúc đơn giản hơn. Để ép thành màng mỏng, cần một lực lớn, bất kỳ một sự thay đổi nào của lực dọc trục cán sẽ làm chiều dày màng thay đổi. Một lý do khiến dao động áp lực là khoảng hở ổ trục lớn. Cán điều chỉnh ổ trục thích hợp. Sau khi định hình, qua nhiều trục cán, sản phẩm được làm lạnh bằng cách kéo sản phẩm thông qua một bể nước kín chịu tác động chân không được kiểm soát cẩn thận để giữ được hình dạng mới thổi. Đối với các sản phẩm như tấm nhựa, làm mát được thực hiện bằng cách kéo qua một bộ giải nhiệt dạng cuộn. Luôn có đồng hồ đo chiều dày đặt ở khoang làm lạnh. Chiều dày màng được điều chỉnh tự động. Sau làm lạnh, nhựa được cắt hai cạnh và cuộn tròn. Ứng dụng: Sản xuất các loại màng trong, màng che phủ, màng co, màng che nhà vườn. Dùng để làm hộp nhựa thân mềm, ly nhựa, áo mưa… Ưu, nhược điểm của màng thổi và màng cán: So sánh ưu và nhược điểm của màng thổi và màng cán Màng thổiMàng cánMàng thổi khó kiểm soát độ dày màng, độ dày màng thay đổi từ 3 – 4%. Màng thổi mỏng hơn màng cán. Làm nguội chậm hơn phương pháp cán Màng thổi có tính chất cơ học (bao gồm độ bền kéo, uốn và dẻo) tốt hơn vì nó được thổi ra ở cả 2 hướng ngang. Các tính chất gần như đồng nhất ở cả 2 hướng, làm cho độ bền, dẻo của màng là tối đa. Một khuôn kéo có thể làm ra nhiều độ rộng và kích cỡ khác nhau, nhờ vậy mà tính linh hoạt của màng cao. Màng thổi đòi hỏi nhiệt độ thấp hơn: nhiệt độ đối với màng thổi là 1350C. Chi phí cắt biên cao vì một màng đôi có thể cắt ra thành hai màng chiết.Phương pháp cán dễ dàng kiểm soát độ dày màng. Độ dày mày thay đổi từ 1 – 2%. Màng có độ dày nhất định không thể làm ra màng mỏng như phương pháp đùn thổi. Có thể làm nguội nhanh màng plastic. Màng cán có tính chất quang học tốt, bao gồm: độ trong, độ đục và độ bóng. Màng dày hơn nên có tính uốn, dẻo kém. Nhiệt độ đối với màng cán là 2200C. Chi phí cắt biên thấp hơn màng thổi. Ứng dụng của màng đơn: Tạo túi xốp: VD: túi nilon, túi đựng rác, túi đựng hàng hóa trong siêu thị …. Phương pháp: Dập => Cắt, Dán. In bìa trang trí => Cắt =>( Đục lỗ ) => cắt biên => Hàn mí => Làm quai. Hộp nhựa: VD: Hộp sữa chua, hộp đựng mứt, ly nhựa sử dụng 1 lần. Phương pháp : Dập nóng và hút chân không Làm màng nhiều lớp: Bao PE (khổ lớn), HDPE, LDPE, … có in và không in. Túi bánh kẹo (OPP/MCPP; OPP/CPP; OPP/PE; PET/MCPP; PET/CPP) Túi trà, cà phê, sữa (OPP/MCPP; PET/PE/MPET/PE; OPP/PE/Al/PE; PET/PE/Al/PE). Túi thực phẩm chế biến: khô bò, Gạo, túi hạt gống, …. (OPP/PE; OPP/PP; PET/PE; OPP/MCPP; PA/PE) Túi thủy hải sản (PA/PE; OPP/PE) Túi thuốc bảo vệ thực vật, thuốc thú y (PET/PE/Al/PE; PET/PE/MPET/PE) Túi bột giặt, chất tẩy rửa, mỹ phẩm(PET/PE; OPP/PE; PET/PE) Túi chất tẩy rửa dạng lỏng (PET/PE/Al/PE; PET/PE /LLDPE; PA/PE/LLDPE) Túi resort hút chân không (PET/AL/PA/CPP; PET/PA/AL/CPP; PET/AL/PA/LLDPE) Màng ngọc : khăn lạnh, túi kem.  KẾT LUẬN: Theo xu hướng đi lên của xã hội, con người ngày càng có nhu cầu cao hơn về giá trị cảm quan và đòi hỏi về tính thẩm mĩ. Do đó, mẫu mã bao bì cũng dần trở thành yếu tố quan trọng trong cạnh tranh. Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó bao bì ra đời không chỉ với chức năng đơn thuần là bao gói và bảo vệ sản phẩm mà đã trở thành công cụ chiến lược trong quảng bá sản phẩm và gây dựng thương hiệu. Trong nhiều thế kỉ, bao bì nhựa đã được sử dụng phổ biến để chứa đựng thực phẩm; đúc thành các chai, lọ, hộp nhựa đựng thực phẩm như: nước ép hoa quả tươi, bánh kẹo, sữa chua…; tạo sơị dệt bao bì đựng lương thực, ngũ cốc có khối lượng lớn; các loại túi xốp, túi đựng thực phẩm đã hoặc chưa qua chế biến… Khách hàng thích các sản phẩm nhựa vì họ luôn tin tưởng rằng đó là chất liệu bao bì tốt, tiện sử dụng, có khả năng chống thấm nước, hơi, chống oxi hóa hiệu quả; có thể sử dụng cho những sản phẩm thủy sản lạnh đông v.v… Bao bì nhựa còn được sử dụng để tạo hình dạng các ly, chén, lọ, bình chứa các loại vật phẩm cần thanh trùng. Tuy với những hạn chế đã phân tích về :khả năng chịu nhiệt kém, bị kéo giãn và dễ đứt dưới tác dụng của lực, chống thấm dầu mỡ kém, dễ bị ảnh hưởng đến chất lượng thực phẩm khi chứa đựng những sản phẩm nóng v.v… nhưng bao bì nhựa vẫn được sử dụng nhiều nhất để chứa đựng thực phẩm và đặc biệt đối với văn hoá của người Châu Á nói chung, người Việt nói riêng, thì ưa chuộng việc sử dụng bao bì nhựa trong đời sống hằng ngày Thời gian để phát triển những mẫu mã bao bì nhựa ngày càng được rút ngắn. Các nhà chế tạo bao bì nhựa sử dụng máy tính để thiết kế các mẫu mã mới và tạo ra nhiều lựa chọn bao bì và trang trí khác nhau, các sản phẩm với mẫu mã nghệ thuật, có quyền sở hữu trí tuệ thay vì chỉ tạo ra bao bì nhựa để chứa đơn thuần.