Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Giới thiệu về bao bì thủy tinh:

Giới thiệu về bao bì thủy tinh:

Tải bản đầy đủ - 0trang

-> Thủy tinh silicat là một loại thủy tinh oxyt rất phổ biến, chính là vật liệu làm

chai lọ chứa đựng thực phẩm như:

+ Chai nước giải khát, bia, rượu, nước ép quả...

+ Lọ đựng rau quả ngâm....

Ví dụ: boroalumino silicat, natri, kali, canxi

2.2.2. Thủy tinh hữu cơ:

có độ bền cơ học cao chế tạo đắc tiền, được dùng trong chế tạo kính chống

đạn, kính ơtơ, trong y học,….

2.3. Tính chất của thủy tinh bị ảnh hưởng bởi các cấu tử riêng phần:

Trên lý thuyết thì khi thủy tinh là một hỗn hợp vật lý của các oxyt thì tính chất

của thủy tinh được xem là tương đương với các tính chất của các oxyt đó ở dạng tinh

thể hoặc thủy tinh thuần khiết. Nhưng trong thực tế, khi nấu chảy hỗn hợp các oxyt thì

chúng tương tác nhau, sắp xếp vị trí trong mạch vơ định hình làm thay đổi tính chất

của chúng so với khi ở dạng tự do (hay tính chất riêng phần).

-> Do đó, 1 lượng nhỏ các oxyt kiềm và kiềm thổ được cho vào để tạo nên

những tính năng mới cho thủy tinh silicat, đáp ứng những yêu cầu khác nhau cho các

mục đích sử dụng thủy tinh khác nhau.

2.4. Nắp bao bì thủy tinh:

- Loại A: có ren vặn để đóng nắp vào, nắp tương ứng cũng có cấu tạo ren. Chứa

chất lỏng khơng có áp lực khí, cồn < 400

VD: rượu vodka,...

- Loại B: có cấu tạo thành miệng chai khá dày, được đậy kín bằng nút bấc (còn

gọi là gỗ bần), dây thép được buộc bên ngoài miệng chai giúp cho nút bấc chịu được

áp lực nén cao của CO2 bên trong chai.

VD: rượu vang, rượu champagn...

- Loại C: cấu tạo thành miệng dày và có gờ, được đậy bằng nắp mũ có lót lớp

đệm bằng gỗ bấc hoặc cao su để có thể áp chặt khít vào miệng chai, tạo sự kín hồn

tồn.

VD: chai nước giải khát

2.5.

Đặc điểm bao bì thủy tinh:

- Nguồn nguyên liệu tự nhiên. Tái sinh dễ, không gây ô nhiễm. Dẫn nhiệt kém.

Tái sử dụng nhiều lần. Trong suốt. Ít bị ăn mòn hóa học trong mơi trường acid hay

kềm. Khối lượng nặng, vận chuyển khó. Dễ vỡ do va chạm cơ học.

- Độ bền nhiệt: khi rót nóng, chai sẽ dãn nở tạo ứng lực vòng trong và ngồi

chai.

- Nếu nhiệt độ dung dịch và bao bì chênh lệch quá 700C đột ngột gây vỡ chai.

- Màu sắc bao bì thủy tinh:

Trạng thái màu

Khơng màu



Oxyt kim loại tạo màu

CeO2, TiO2, Fe2O3



Màu xanh da trời

Màu tím

Màu xanh lá cây

Màu nâu

Màu vàng nâu

Màu vàng

Màu cam

Màu đỏ

Màu đen



2.6.

-



2.7.



Co3O4, Cu2O + CuO

Mn2O3, NiO

Cr2O3, Fe2O3 + Cr2O3 + CuO, V2O3

MnO, MnO + Fe2O3, TiO2+ Fe2O3,MnO + CeO2

Na2S

CdS, CeO2 + TiO2

CdS + Se

CdS + Se, Au, Cu, UO3 + Sb2S3

Co3O4 (+ Mn, Ni, Fe, Cu, Cr dạng oxyt)



Đặc điểm bao bì thủy tinh silicat:

Nguyên liệu tự nhiên phong phú (cát trắng bờ biển)

Tái sinh dễ, không ô nhiễm môi trường,

Dẫn nhiệt rất kém

Tái sử dụng nhiều lần nhưng cần chế độ rửa đảm bảo an tồn vệ sinh

Trong suốt

Ít bị ăn mòn hóa học ( bởi kiềm và axit)

Có thể vỡ do va chạm cơ học

Nặng, khối lượng bao bì có thể lớn hơn thực phẩm chứa đựng bên trong

Không thể in, ghi nhãn trực tiếp

Nguyên liệu và phối liệu trong sản xuất bao bì thủy tinh trong cơng

nghiệp thực phẩm



Ngun liệu sản xuất thủy tinh (từ thủy tinh chỉ cho thủy tinh silicat): là các

hợp chất vô cơ từ quặng thiên nhiên: các oxyt kim loại lưỡng tính, oxyt kiềm và

oxyt kiềm thổ, trong đó oxyt silic SiO2 chiếm tỷ lệ cao nhất và là thành phần

chính.

Nguyên liệu phụ: nhằm hỗ trợ kỹ thuật chế tạo là các hợp chất vô cơ được

dùng ở lượng nhỏ hoặc rất nhỏ để khử bọt, khử mài, nhuộm màu, hoặc làm biến

màu, đục thủy tinh.

Trong thực tế người ta thường dùng các nguyên liệu như cát (oxyt silic thô),

đá vôi CaCO3 thô, tràng thạch đôlômi, sođa, sunfat, borat hoặc một số các oxyt

tinh khiết, hoặc phế liệu thủy tinh để nấu thủy tinh silicat dùng trong công nghiệp

thực phẩm.

2.7.1. Nguyên liệu nấu thủy tinh oxyt silic (SiO2)

SiO2 là thành phần chính của thủy tinh công nghiệp. Phân tử SiO2 bị nấu chảy

ở nhiệt độ cao sẽ chuyển thành SiO 4, có cấu tạo khối tứ diện đều mà trọng tâm là

nguyên tử Si, nối với 4 nguyên tử O, phân bố như đỉnh của khối tứ diện đều, tạo



khung cơ bản cho thủy tinh. Thủy tinh silicat thuần khiết được gọi là thạch anh,

có tính bền nhiệt, bền hóa, tính chiết quang rất cao.

Thủy tinh cơng nghiệp có thành phần SiO 2 là 55-75%. Nguồn ngun liệu

chính là cát biển (SiO2 thơ), trong cát có thể lẫn chất bẩn thải trong biển. ngồi

SiO2 còn có Al2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O, là thành phần cần được phối vào thủy

tinh cơng nghiệp. Bên cạnh đó có thể có những oxyt nhuộm màu, các oxyt ảnh

hưởng độ chiết quang của thủy tinh như: Fe2O3, MnO2, Cr2O3,..

Yêu cầu cát nấu thủy tinh có hàm lượng SiO 2 cao và hàm lượng tạp chất

Fe2O3 rất nhỏ (Fe2O tạo thủy tinh màu vàng, FeO tạo cho thủy tinh màu xanh lá

cây) do đó hàm lượng oxyt sắt tổng trong thủy tinh cho phép là 0,012-0,3%.

Yêu cầu kích thước, đường kính trung bình của hạt cát là 0,1-0,8mm, những

hạt có đường kính lớn hơn 0,8-2mm sẽ gây khuyệt tật, tạo phế phẩm trong quá

trình chế tạo thủy tinh do cát có kích thước kháu nhau thì có nhiệt độ nóng chảy

khác nhau. Hạt cát nhỏ, mịn, đồng đều kích thước, tròn, rất thuận lợi để sản xuất

thủy tinh chất lượng cao.

Ở Việt Nam có những nơi có cát tốt như Cát Bà, Phả Lại, Quảng Bình, Đà

Nẵng.

Oxyt Kali (K2O): K2O được cho vào thủy tinh từ nguồn K2CO3 tạo cho thủy

tinh vẻ bóng sang bề mặt, nên K2O là phụ gia sản xuất thủy tinh cao cấp như pha

lê, thủy tinh màu, thủy tinh quang học, thủy tinh dùng trong phân tích hóa học,

chén, đĩa, ly, tách, chai, lọ, làm bao bì thực phẩm.

Oxyt canxi (CaO): CaO được cung cấp bởi nguồn đá vơi, đá phấn (có thể có

chứa oxyt sắt), CaO là một trong những thành phần cơ bản của thủy tinh caO giúp

cho quá trình nấu, khử bọt dễ và thủy tinh có độ bền hóa học cao.

Oxyt bari (BaO): BaO tạo cho thủy tinh vẻ sang bóng, trọng lượng riêng tăng

cao, do đó BaO là phụ gi để sản xuất thủy tinh quang học và rút ngắn quá trình

nấu.

Oxyt chì (Pb2O5): trong thực tế thường dùng P2O5, giúp cho quá trình nấu

thủy tinh dễ khử bọt, thủy tinh chì có chiết suất cao, trọng lượng riêng cao, dùng

để sản xuất thủy tinh quang học, pha lê, thủy tinh bát đĩa cao cấp, ngọc thạch

nhân tạo.

Oxyt kẽm ( ZnO): ZnO làm giảm hệ số giãn nở nhiệt tăng khả năng truyền

nhiệt của thủy tinh, gây đục thủy tinh, tạo tính bền nhiệt, bền hóa học cao.

Oxyt boric B2O3: được cung cấp từ nguồn



-



Axit boric, borat (hàn the)

Quặng asarit



Nếu cho B2O3 thay thế Na2O thì hệ số giãn nở nhiệt giảm tạo nên thủy tinh

bền nhiệt, bền hỏa tăng cao, khử bọt tốt, rút ngắn quá trình nấu, B 2O3 cần thiết

cho sản xuất thủy tinh quang học, chai lọ, làm bao bì thực phẩm và một số thủy

tinh đặc biệt

Nhóm oxyt Al2O3: được cho vào khi sản xuất thủy tinh cao cấp. Loại thủy

tinh alumino silicat và các thủy tinh cao cấp khác có hàm lượng Al 2O3 5%, từ

nguồn các oxyt nhóm kỹ thuật hoặc hydroxyt nhơm.

Oxyt natri (Na2O): Na2O có ảnh hưởng khơng tốt trong sản xuất thủy tinh

công nghiệp, hàm lượng Na2O cao sẽ làm giảm tính bền nhiệt, bền cơ, bền hỏa

của thủy tinh. Bên cạnh đó, Na2O có tác dụng hạ nhiệt độ nấu, do đó thủy tinh dễ

bị bọt, bị lỗi, khuyết tật.

2.7.2. Nguyên liệu phụ

Chất nhuộm màu thủy tinh gồm chất nhuộm màu phân tử hoặc nhuộm màu

khuếch tán. Chất nhuộm màu phân tử sẽ khơng làm thay đổi tính chất của

thủy tinh, cho màu ổn định và trong suốt đối với tất cả các quá trình gia nhiệt

khi sử dụng thủy tinh. Chất nhuộm màu dạng keo khuếch tán sẽ cho thủy tinh

thành phẩm có màu thay đổi theo sự gia nhiệt, màu đục của thủy tinh thành

phẩm cũng thay đổi tùy theo độ phân tán, kích thước hạt keo, kim loại tạo

màu, chế độ gia công thủy tinh.

Thủy tinh có thể được nhuộm bởi các phụ gia FeS, Fe 2O3 làm cho thủy tinh

có màu vàng rơm, màu xanh lá cây.

Chất nhuộm màu dạng keo khuếch tán

Hợp chất selen: tạo màu đỏ và hồng tùy theo hàm lượng Se khoảng 0,050,2%.

Hợp chất vàng Au nhuộm màu thủy tinh từ hồng đến đỏ để tạo màu như loại

đá hồng ngọc, có thể thêm hàm lượng thiếc 0,01-0,02%

Muối bạc AgNO3 tạo màu vàng

Oxyt đồng Cu2O tạo ra màu đỏ cho thủy tinh, nhưng trong mơi trường có tính

oxy hóa thì tạo màu xang da trời do Cu2+



2.8.



Ưu và nhược điểm của bao bì thủy tinh:



2.8.1. Ưu điểm:

− Khả năng chống xuyên thấm tốt

− Tạo cảm giác an toàn, sạch sẽ, sang trọng

− Có thể nhìn được sản phẩm bên trong nên có giá trị cao về mặt cảm quan

− Trơ về mặt hóa học

− Có khả năng tái sử dụng, tái chế giúp giảm chi phí, hạn chế về mặt ơ nhiễm

mơi trường

− Một số loại bao bì thủy tinh chắn sáng giúp bảo vệ và tránh gây hư hỏng

cho sản phẩm

2.8.2. Khuyết điểm:

− Dễ dàng vỡ khi vận chuyển, chịu sốc cơ kém và chịu nén tốt

− Bao bì thủy tinh có khối lượng lớn, có thể lớn hơn cả sản phẩm chứa bên

trong bao bì gây khó khăn về mặt di chuyển, vận chuyển, lưu trữ ... và đôi

khi cho cả người sử dụng

− Dẫn nhiệt kém, giãn nở nhiệt lớn, cấu trúc bao bì chứa các bọt khí dẫn tới

việc chịu sốc nhiệt kém

− Không thể in, ghi nhãn lên bao bì do chi phí khắc chữ cao vì vậy bao bì

thủy tinh thường được dán nhãn

− Bao bì thủy tinh khơng thể tự phân hủy, các mảnh vỡ thủy tinh có thể gây

nguy hiểm cho con người

2.9.



Các dạng thực phẩm thường dùng bao bì thủy tinh



2.9.1. Rượu, bia, nước giải khát

Rượu

Rượu là một dạng thực phẩm mang mùi mạnh và có tính axit nhẹ. Bao bì

thủy tinh lại trơ về mặt hóa học, chống xuyên thấm rất tốt vì vậy thường được sử

dụng cho các loại rượu để hạn chế sự mất mùi, nhiễm khuẩn từ môi trường cũng

như tăng thời gian lưu trữ của sản phẩm – 1 tính chất quan trọng cho các loại

rượu được lưu trữ lâu để gia tăng mùi vị sản phẩm.

Bao bì thủy tinh thường mang đến cho người dùng cảm giác sang trọng, lịch

lãm và bắt mắt. Đây là yếu tố thích hợp cho các sản phẩm rượu có giá thành cao,

đối tượng khách hàng nhắm tới thường là giới trung lưu trở lên



Các sản phẩm bia, nước giải khát thường chứa nhiều CO 2 giúp sản phẩm có

bọt khí, điều này gây ra áp lực lớn lên bao bì sản phẩm. Bao bì thủy tinh có sức

chịu nén khá tốt thêm việc thiết kế dạng trụ tròn có đáy chai lõm vào giúp chai

chịu được áp lực cao của thực phẩm sinh ra.

Ngồi ra chai thủy tinh có tính thẩm mỹ cao, dễ dàng tái chế và tái sử dụng.



2.9.2. Thực phẩm lên men

Thực phẩm lên men như tôm chua, chao, dưa chua, nước mắm... chứa một

lượng axit cao hơn so với các loại thực phẩm khác. Do bao bì thủy tinh trơ về mặt

hóa học, ở nhiệt độ thường trơ với axit nên thường được dùng cho các sản phẩm

lên men, điều này giúp tăng thời gian sử dụng của sản phẩm và tăng tính cảm

quan.



2.10. Các dang khuyết tật:





Khuyết tật dạng bọt khí: bọt khí có nhiều kích thước khác nhau, khơng màu,

trong suốt, khuyết tật dạng này là do thành phần phế liệu khơng thích hợp

hoặc kích thước hạt cát khơng đồng đều hoặc do chế độ nấu thủy tinh không

hợp lý như nhiệt độ thấy hoặc thời gian khử bọt ngắn khiến cho khí tạo ra

trong q trình khử các oxyt







Khuyết tật dạng thủy tinh: do những thành phần ngun liệu khơng thích hợp

với chế độ nấu thủy tinh do đó khác về mật độ độ chiết xuất, độ nhớt, sức

căng bề mặt. Những thành phần lạ này sẽ tạo dạng vân, dạng sợi trong khối

thủy tinh, gây giảm độ đồng nhất, giảm tính bền cơ, nhiệt của thủy tinh được

chế tạo







Khuyết tật dạng tinh thể: tạo thành trong quá trình trong quá trình phối liệu

trong ngun liệu có những thành phần khơng phản ứng, khơng nóng chảy

nằm lại trong thủy tinh, do chế độ nhiệt khơng thích hợp và thời gian nấu ngắn



tạo nên những đốm, vết đục của các oxyt khơng hòa tan, khơng đồng thể với

thủy tinh



3.



Quy trình sản xuất bao bì thủy tinh

3.2.



Sơ đồ quy trình



Nguyên liệu SiO2,

Na2CO3, CaO



Sửa, chà xát



Sấy khơ(105-110OC)



Phân loại



Phân ly điện tử



Sấy cát(700-800OC)

Phụ gia



Nấu

Tạo



Sản

Phủ phẩm

nóng

Ủ sản phẩm



Cát to



Sắt, oxyt sắt



1.



2.



3.



4.



5.



6.



7.



3.3. Thuyêt minh quy trình

Nguyên liệu

Cát trắng tinh sạch, có sự đồng đều về các hạt, hàm lượng SiO 2 và Fe2+ và Fe3+ đáp

ứng yêu cầu loại thủy tinh, nếu cá hạt khơng đồng đều thì sẽ dẫn tới khuyết tật cho

sản phẩm.

Rửa và chà xát

Cát được rử bằng nước và chà xát để tách rời các hạt dính vào nhau và lẫn trong

nguyên liệu(như NaCl) và một số tạp chất huyền phù.

Sấy khô

Để giúp cho hạt các tách rời nhau sau khi rữa và giúp cho qua trình phân loại được

diễn ra thuận lợi.

Phân loại theo kích trước hạt

Các hạt được đưa vào hệ thống rây để phân hoại các hạt nhằm giúp cho quá trình

nấu thủy tinh diễn ra thuận lợi, nếu các hạt đồng đều thi thơi gian và nhiệt độ

không bị dao động nhiều.

Phân ly điện tử

Trong cát nguyên liệu có thể có oxyt sắt(Fe 2O3,FeO) và hàm lương FeS cao hơn

mức cho phép trong sản xuất thủy tinh, ảnh hưởng sấu đến tính chiết quan, cũng

như tạo mau khơng mong muốn cho thủy tinh. Do đó dùng phương pháp điện tử.

Sấy cát

Sấy các ở nhệt độ (700-800OC) nhăm mục đích loại bỏ tạp chất hữu cơ, nâng nhiệt

độ khối cát lên cao, tạo điều kiện thuận lợi cho quá tring nấu thủy tinh.

Nấu thủy tinh

Giai đoạn nấu thủy tinh ảnh hưởng tới chất lượng thủy tinh khối nguyên liệu được

gia nhiêt 1100 tới 1400OC để nấu chảy thủy tinh thùy theo thành phần nguyên liệu.

Nếu thành phần nguyên liệu có Na cao sẽ giảm nhiệt độ nõng chảy xuống khoảng

100OC, đây là quá trình nấu chảy SiO 2 tạo cấu trúc đồng nhất cho SiO 2 và cá kiêm

loại kiềm, kiềm thỗ hoặc kim loại lưỡng tính, có mặt trong khối kim loại.Có giả

thiết cho rằng q trình nấu thủy tinh xãy ra sự tao liên kết mới sắp xếp lại liên kết

SiO2 và SiO4 có dạng tứ diện đều và nguyên tử Si nằm tại tâm và chuyển nguyên



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Giới thiệu về bao bì thủy tinh:

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×