Nhôm là vật liệu đặc trưng của bao bì thực phẩm hiện đại. Tấm nhôm nguyên chất, tấm hợp kim và lá nhôm được kết hợp với các lớp polymer để tạo ra túi, khay, nắp và hộp vô trùng giúp giữ an toàn thực phẩm trong chuỗi cung ứng dài. Bài viết này giải thích lý do tại sao nhôm được chọn, hợp kim nào được sử dụng, cấu trúc của các lớp mỏng và những tiêu chuẩn tiếp xúc-thực phẩm nào được áp dụng.
Tại sao nhôm được sử dụng trong bao bì thực phẩm
Nhôm kết hợp một số đặc tính khó có thể sánh bằng một vật liệu thay thế duy nhất:
Hiệu suất rào cản:một lớp kim loại liên tục chặn ánh sáng, oxy, hơi ẩm và mùi thơm, do đó quá trình oxy hóa và di chuyển hơi ẩm được ngăn chặn một cách hiệu quả.
Trọng lượng thấp:mật độ của nhôm chỉ bằng một phần ba so với thép, giúp giảm chi phí vận chuyển và sử dụng vật liệu.
Khả năng định dạng:giấy bạc có thể được cuộn xuống 0,006 mm rồi gấp lại, bọc, dập nổi hoặc kéo sâu mà không bị nứt.
Độ dẫn nhiệt:khoảng 237 W/(m·K) đối với nhôm nguyên chất, cho phép làm nóng và làm lạnh nhanh thực phẩm đóng gói.
Khả năng tái chế:nhôm có thể được nấu chảy lại nhiều lần mà không giảm chất lượng và có giá trị phế liệu cao.
Vệ sinh:bề mặt không-xốp, dễ làm sạch và không tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển.
Cơ chế rào cản là đáng chú ý. Nhôm bị oxy hóa khi tiếp xúc với không khí và ngay lập tức tạo thành màng oxit tự nhiên dày đặc (Al2O3) trên bề mặt. Lớp màng thụ động này có khả năng tự-giới hạn và ngăn chặn quá trình oxy hóa thêm của kim loại bên dưới, đó là lý do tại sao một lớp giấy bạc rất mỏng có thể bảo vệ thực phẩm trong nhiều tháng.
Lựa chọn hợp kim và nhiệt độ
Hợp kim được chọn theo hoạt động tạo hình và cường độ cần thiết. Các loại điển hình được sử dụng trong bao bì được liệt kê dưới đây.
| hợp kim | sử dụng điển hình | Đặc điểm chính |
|---|---|---|
| 1060 | Tấm nhôm nguyên chất và giấy bạc nặng, khay | Độ tinh khiết cao, khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, khả năng định hình rất tốt, độ bền thấp |
| 1235 / 8079 | Lá chuyển đổi mỏng cho cán mỏng | Khả năng độ dày rất thấp, độ dẻo cao, bề mặt sáng |
| 8011 | Giấy bạc, nắp, nắp hộp đựng thực phẩm | Độ bền và độ cứng tốt, thích hợp cho việc vẽ sâu và dập nổi |
| 8021 | Tấm mỏng thực phẩm có rào cản cao đối với dược phẩm và thực phẩm{0}} | Độ bền cao, chống lỗ kim, độ bền uốn tốt |
| 3104 / 3105 | Hộp cứng, nắp đậy, khay định hình | Độ bền cao hơn từ việc bổ sung mangan và magiê, khả năng định dạng tốt |
Giấy bạc thường được cung cấp ở nhiệt độ O (ủ hoàn toàn) để hình thành mà không bị rách; các chất có độ cứng bán cứng như H18 hoặc H22 được sử dụng khi độ cứng quan trọng hơn độ giãn dài. Độ dày được chỉ định theo yêu cầu về rào cản: lá chuyển đổi cho tấm mỏng thường có chiều dài từ 0,006 đến 0,009 mm, trong khi lá phục vụ và cấp đông có chiều dài từ 0,010 đến 0,020 mm và thùng chứa cứng dày hơn đáng kể.
Cấu trúc laminate cho bao bì thực phẩm
Túi đóng gói thực phẩm hiếm khi được làm từ giấy nhôm. Giấy bạc một lớp-dễ bị rách ở các nếp gấp và không có bề mặt có thể bịt kín nên hầu như luôn được kết hợp với màng polyme. Các công trình xây dựng phổ biến bao gồm:
Hai{0}}lớp:giấy bạc được ép với polyetylen hoặc polypropylen đúc để có bề mặt bên trong có thể bịt kín bằng nhiệt.
Ba{0}}lớp:màng ngoài bằng polyester để in và bảo vệ cơ học, lõi giấy bạc cho lớp chắn, lớp bên trong bằng polyetylen để bịt kín.
Bốn-lớp và được ép đùn đồng thời:đã thêm màng nylon hoặc màng ép đùn đồng-để chống đâm thủng và chống nứt-uốn cong trong túi chân không và túi vặn lại.
Lớp màng bên ngoài mang hình in và bảo vệ giấy bạc khỏi bị mài mòn; giấy bạc mang rào cản; lớp keo bên trong cung cấp khả năng đóng kín và, ở cấp độ vặn lại, khả năng chịu nhiệt độ khử trùng từ 121 độ trở lên. Các ứng dụng vặn lại yêu cầu lá kim loại chống lỗ kim-và chất polypropylen đúc hoặc chất bịt kín tương tự tồn tại trong quá trình.
Thực phẩm-Tuân thủ liên hệ và kiểm soát chất lượng
Gói thành phẩm, không phải giấy bạc thô, là mặt hàng được quản lý. Các khuôn khổ liên quan bao gồm Quy định (EC) số 1935/2004 và Quy định (EU) số 10/2011 cho thị trường Châu Âu, 21 CFR 175.300 tại Hoa Kỳ, GB 4806.1 và GB 4806.9 tại Trung Quốc, quy định này bao gồm các vật liệu và sản phẩm kim loại tiếp xúc với thực phẩm. Các tiêu chuẩn sản phẩm cụ thể{10}}của giấy bạc chẳng hạn như tiêu chuẩn ASTM B479 và dòng EN 546 xác định kích thước, tính chất cơ học và chất lượng bề mặt.
Vì nhôm là chất lưỡng tính nên kim loại phản ứng với axit mạnh và kiềm mạnh. Để đóng gói, vấn đề này cần được thực hiện theo hai cách: các sản phẩm có tính axit hoặc có độ mặn cao phải được bảo vệ bằng một lớp polyme liên tục để thực phẩm không bao giờ tiếp xúc với kim loại trần, và bất kỳ vết rỗ, vết ố hoặc biến màu nào được phát hiện trong quá trình kiểm tra mới phải được coi là khiếm khuyết về rào cản hơn là vấn đề về mỹ phẩm.
Các biện pháp kiểm soát hữu ích ở cấp độ chuyển đổi bao gồm đếm lỗ kim trên lá mỏng, độ bền bịt kín và thử nghiệm nổ trên túi thành phẩm cũng như thử nghiệm truyền hơi nước và oxy trên tấm nhựa. Những thử nghiệm này xác nhận rằng rào chắn được thiết kế trong cấu trúc thực sự vẫn tồn tại trong quá trình chuyển đổi và lấp đầy.
Tái chế và hiệu quả vật liệu
Nhôm là một trong số ít vật liệu đóng gói có lộ trình khép kín thực sự. Việc nấu chảy lại chỉ cần một phần nhỏ năng lượng được sử dụng để sản xuất kim loại sơ cấp và kim loại không bị phân hủy qua các chu kỳ lặp đi lặp lại. Trong thực tế, các yếu tố hạn chế là việc thu gom, độ sạch và sự tách giấy bạc khỏi các tấm polyme; túi đựng nhiều-chất liệu khó phục hồi hơn so với khay-một chất liệu.
Hai hướng hữu ích cho người mua. Trước tiên, hãy chỉ định-lá kim loại có kích thước nhỏ hơn ở nơi tính toán rào cản cho phép, vì lớp mỏng hơn sẽ tiêu thụ ít kim loại hơn để có cùng hiệu suất. Thứ hai, giữ cho các lớp mỏng càng đơn giản càng tốt và đảm bảo rằng mọi tuyên bố về nội dung tái chế đều được hỗ trợ bởi chuỗi cung ứng đã được ghi chép, vì nhôm tái chế tiếp xúc với thực phẩm-phải đáp ứng các yêu cầu vệ sinh giống như kim loại nguyên chất.
Câu hỏi thường gặp
Hỏi: Mặt sáng bóng của lá nhôm có cần hướng vào thực phẩm không?
Không. Các mặt sáng và mờ đến từ bước cán cuối cùng, trong đó một mặt tiếp xúc với cuộn được đánh bóng và mặt còn lại tiếp xúc với lớp giấy bạc được ghép nối. Cả hai bề mặt đều có cùng một lớp chắn và hiệu suất truyền nhiệt-nên cả hai mặt đều có thể đối diện với thực phẩm.
Hỏi: Hợp kim nhôm nào phổ biến nhất trong bao bì thực phẩm?
1060 dành cho đĩa và khay nguyên chất, 1235 và 8079 dành cho lá chuyển đổi mỏng, 8011 dành cho hộp đựng và nắp đậy, 8021 dành cho tấm ép mỏng thực phẩm và dược phẩm{5}}có rào cản cao và 3104 hoặc 3105 dành cho hộp đựng cứng và có hình dạng.
Hỏi: Tại sao màng nhôm kết hợp với các loại màng khác?
Riêng giấy bạc thì không thể bịt kín nhiệt và rách ở các nếp gấp. Các lớp polyester, nylon và polyethylene tăng thêm khả năng bịt kín, chống đâm thủng và khả năng in trong khi giấy bạc cung cấp lớp chắn.
Hỏi: Bao bì giấy nhôm có thể sử dụng được trong lò vi sóng không?
Chỉ khi sản phẩm được thiết kế và thử nghiệm đặc biệt để sử dụng trong lò vi sóng. Kim loại mỏng có thể tạo thành hồ quang ở các cạnh và góc nhọn, vì vậy giấy bạc hoặc tấm cán mỏng không đủ tiêu chuẩn nên được để ngoài lò vi sóng.
Hỏi: Thực phẩm có tính axit có phản ứng với nhôm trong bao bì không?
Nhôm là chất lưỡng tính, phản ứng được với axit và kiềm mạnh. Trong bao bì, một lớp polymer liên tục ngăn chặn sự tiếp xúc trực tiếp; nếu kim loại trần tiếp xúc với thực phẩm có tính axit hoặc nhiều muối, có thể xảy ra hiện tượng rỗ và thay đổi hương vị.
Hỏi: Bao bì giấy nhôm có thể tái chế được không?
Đúng. Các khay và giấy bạc bằng nhôm-làm bằng chất liệu đơn, sạch có thể dễ dàng tái chế và giữ được giá trị phế liệu cao. Túi nhiều lớp khó khăn hơn vì các lớp polymer phải được tách ra khỏi kim loại.
