BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
MÔN CÔNG NGHÊ BAO BÌ VÀ ĐÓNG GÓI THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI:

GVHD: ĐẶNG THỊ YẾN

Tp. HCM, 10/2014

1 MỤC LỤC


GVHD: Đặng Thị Yến

Tìm hiểu về bao bì thủy tinh
Mở đầu

Bao bì đã được sử dụng phổ biến để chứa đựng tất cả các loại hàng hóa
trong quá trình bảo quản, vận chuyển, phân phối và kiểm tra. Bao bì có tác
dụng bảo vệ chất lượng hàng hóa từ khi sản xuất, đến khi trao đổi thương mại
và tiêu thụ, mang lại hiệu quả kinh tế và thể hiện sự tiến bộ của xã hội. Từ
những vật liệu chứa đựng thô xơ thời xưa, khoa học kĩ thuật phát triển tạo nên
nhiều loại bao bì đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của xã hội.
Công nghiệp bao bì liên tục được phát triển. Các loại vật liệu bao bì
luôn được nghiên cứu, công nghệ mới để sản xuất bao bì cũng ngày càng được
áp dụng rộng rãi nhằm đảm bảo cho sản phẩm bao bì đáp ứng tốt hơn nhu cầu
của sản xuất và trao đổi hàng hoá.
Ngày nay, càng xuất hiện nhiều loại bao bì tiện dụng hơn so với bao bì
thủy tinh, nhưng cho đến tận bây giờ bao bì thủy tinh vẫn còn được sử dụng

rộng rãi trong việc chứa đựng các sản phẩm dạng lỏng do loại bao bì này có các
đặc tính tốt như không phản ứng với sản phẩm chứa đựng, không độc, chịu
được axit,… Bao bì bằng thuỷ tinh ngày nay đã được sản xuất bằng công nghệ
mới, tiên tiến, hình thức, kiểu dáng, chủng loại ngày càng phong phú, đa dạng,
vừa có chất lượng cao vừa có tính mỹ thuật.
Với những kiến thức đã học và qua quá trình tìm hiểu, nghiên cứu nhóm
chúng em xin trình bày về đề tài “ Tìm hiểu bao bì thủy tinh” để làm rõ hơn về
đặc tính, qui trình sản xuất cũng như việc tái sử dụng bao bì thủy tinh trong
thực phẩm. Do kiến thức còn hạn chế nên bài báo cáo này còn nhiều thiếu sót
kính mong cô và các bạn đóng góp ý kiến để bài báo cáo của chúng em hoàn
chỉnh hơn.
Xin chân thành cảm ơn!

2


GVHD: Đặng Thị Yến

Tìm hiểu về bao bì thủy tinh

I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BAO BÌ THỦY TINH
1.1. Định nghĩa
1.1.1. Bao bì
Bao bì là vật chứa đựng, bao bọc thực phẩm thành đơn vị để bán.Bao bì
có thể bao bọc, có thể phủ kín hoàn toàn hay chỉ bao bọc một phần sản phẩm.
(Theo quyết định của Tổng cục Tiêu chuẩn – Đo lường – Chất lượng số 23
TĐC/QĐ ngày 20 tháng 2 năm 2006)
1.1.2. Bao bì thủy tinh
Bao bì được làm từ chất liệu thủy tinh được gọi là bao bì thủy tinh.
Thuỷ tinh là chất liệu cao cấp: Các đặc tính của thuỷ tinh làm cho nó trở

thành một chất liệu với chất lượng cao và hình ảnh đặc trưng. Thuỷ tinh được
sử dụng trong nhiều thế kỷ và được coi là loại bao bì tốt nhất và quyến rũ nhất
được sử dụng để chứa sâm banh hảo hạng hoặc nước ép hoa quả tươi.
1.2 Lịch sử phát triển
Việc sản xuất thủy tinh lần đầu tiên hiện còn lưu được chứng tích là ở Ai
Cập khoảng năm 2000 trước công nguyên, khi đó thủy tinh được sử dụng như
là men màu cho nghề gốm và các mặt hàng khác. Trong thế kỷ 1 trước công
nguyên kỹ thuật thổi thủy tinh đã phát triển và những thứ trước kia là hiếm và
có giá trị đã trở thành bình thường. Trong thời kỳ đế chế La Mã rất nhiều loại
hình thủy tinh đã được tạo ra, chủ yếu là các loại bình và chai lọ. Thủy tinh khi
đó có màu xanh lá cây vì tạp chất sắt có trong cát được sử dụng để sản xuất nó.
Thủy tinh ngày nay nói chung có màu hơi ánh xanh lá cây, sinh ra cũng bởi các
tạp chất như vậy.

3


GVHD: Đặng Thị Yến

Tìm hiểu về bao bì thủy tinh

Các đồ vật làm từ thủy tinh từ thế kỷ 7 và thế kỷ 8 đã được tìm thấy trên đảo
Torcello gần Venice. Các loại hình này là liên kết quan trọng giữa thời La Mã
và sự quan trọng sau này của thành phố đó trong việc sản xuất thủy tinh.
Khoảng năm 1000 sau Công nguyên, một đột phá quan trọng trong kỹ thuật đã
được tạo ra ở Bắc Âu khi thủy tinh sô đa được thay thế bằng thủy tinh làm từ
các nguyên liệu có sẵn hơn: bồ tạt thu được từ tro gỗ. Từ thời điểm này trở đi,
thủy tinh ở khu vực phía bắc châu Âu có sự sai khác rõ nét với thủy tinh ở khu
vực Địa Trung Hải, là khu vực mà sô đa vẫn được sử dụng chủ yếu.
Thế kỷ 11 được cho là nổi bật, tại Đức, phương pháp mới chế tạo thủy tinh

tấm đã ra đời bằng các quả cầu để thổi, sau đó chuyển nó sang thành các hình
trụ tạo hình, cắt chúng khi đang còn nóng và sau đó dát phẳng thành tấm. Kỹ
thuật này đã được hoàn thiện vào thế kỷ 13 ở Vênidơ.
Cho đến thế kỷ 12 thủy tinh đốm (có nghĩa là thủy tinh với các vết màu
(thông thường là kim loại) đã không được sử dụng rộng rãi nữa. Đến thế kỷ 19,
ngành sản xuất thủy tinh đã phát triển rất mạnh nhờ các thí nghiệm được tổ
chức có hệ thống để xác định các thành phần của các phối liệu.
Đến thế kỷ 20, trong công nghiệp thủy tinh có tiến bộ nổi bật là sự ra đời các
loại thủy tinh nổi tiếng: thủy tinh Jena, thủy tinh Pirec, cả hai có đặc tính quí
giá là bền với acid và nước, dãn nở rất ít do đó chịu được sự biến đổi nhiệt độ
đột ngột, không vỡ. Chúng được dùng để chế tạo nhiều dụng cụ thí nghiệm.
1.3. Đặc tính chung của bao bì thủy tinh
Phân loại thủy tinh vô cơ:
-

Thủy tinh đơn nguyên tử: là thủy tinh chỉ tập hợp một loại nguyên tố hóa học,
các nguyên tố này thuộc nhóm V, VI, của bảng phân loại tuần hoàn, đây chính

-

là dạng đóng rắn của S, P, Se, As…
Thủy tinh oxyt: là dạng tập hợp của các phân tử oxyt axit, hay oxyt bazo cùng
loại hay nhiều loại tồn tại ở nhiệt độ thường như B2O3, SiO2, P2O5.

4


GVHD: Đặng Thị Yến
-


Tìm hiểu về bao bì thủy tinh

Thủy tinh silicat là một loại thủy tinh oxyt rất phổ biến, chính là vật liệu làm
chai lọ chứa đựng thực phẩm:
+ Chai nước giải khát có gas, bia, rượu, nước quả ép…
+ Lọ đựng rau, quả, dầm dấm…
Trước đây thủy tinh là từ gọi chung cho những oxyt vô cơ dạng thủy
tinh hay chính là dạng cấu trúc vô định hình.

Khi được gia nhiệt thủy tinh mềm dần và trở nên linh động, chảy giọt
hay thành dòng, độ nhớt càng giảm thấp khi nhiệt độ càng tăng; và độ nhớt sẽ
tăng đến độ cực đại và mất cả tinh linh động khi được đưa về nhiệt độ phòng.
Thủy tinh có tính chuyển đổi trạng thái thuận nghịch theo sự tăng giảm
nhiệt độ.
Thủy tinh có tính đẳng hướng: xét theo mọi hướng thì cấu trúc thủy tinh
đồng nhất như nhau.

5


GVHD: Đặng Thị Yến

Tìm hiểu về bao bì thủy tinh

1.4. Bao bì thủy tinh silicat
1.4.1. Đặc điểm của bao bì thủy tinh silicat
 Ưu điểm:
−
−
−


Nguồn nguyên liệu tự nhiên phong phú (cát trắng ở bờ biển).
Có khả năng chịu được áp suất nén bên trong.
Bảo vệ được thực phẩm bên trong (ngăn chặn sự xâm nhập của tác nhân gây hư

−
−
−
−

hỏng sản phẩm).
Tái sinh dễ dàng không gây ô nhiễm môi trường.
Tái sử dụng nhiều lần, nhưng phải có chế độ rửa chai lọ an toàn vệ sinh.
Trong suốt có thể thấy được sản phẩm, hấp dẫn người tiêu dùng.
Ít bị ăn mòn hóa học bởi môi trường kiềm và axit. Bao bì thủy tinh chưa thực
phẩm không bị ăn mòn bởi pH của thực phẩm mà thường bị ăn mòn bởi môi

trường kiềm, vệ sinh chai lọ để tái sử dụng.
 Nhược điểm:
− Dẫn nhiệt rất kém.
− Có thể bị vỡ, nứt khi nhiệt độ thay đổi hoặc do va chạm cơ học. Mảnh vỡ có
thể gây hại cho người tiêu dùng (mối nguy vật lí của sản phẩm).
− Nặng, khối lượng bao bì có thể lớn hơn thực phẩm được chứa đựng bên trong,
−

tỷ trọng của thủy tinh 2,26,6. Vì vậy gây bất tiện trong chuyên chở.
Không thể in, ghi nhãn theo qui định nhà nước lên bao bì mà chỉ có thể vẽ sơn
logo hay thương hiệu của công ty, nhà máy hoặc khi sản xuất chai có thể tạo
dấu hiệu nổi trên thành chai và nếu cần chi tiết hơn thì phải dán nhãn giấy lên
chai như trường hợp sản phẩm rượu, nước ngọt chứa đựng trong chai thủy tinh.

1.4.2. Thủy tinh silicat trong công nghiệp:
Các loại thủy tinh silicat sử dụng trong công nghiệp được phân loại dựa
trên thành phần tham gia các oxyt như sau:
Loại 1: thủy tinh chứa kali và canxi: có độ bền hóa học cao, độ bóng
sáng bề mặt, dùng làm dụng cụ đo, thủy tinh cao cấp.
Loại 2: thủy tinh chứa natri và canxi: có độ bền hóa học cao do sự có
mặt của nguyên tố canxi, với hàm lượng natri thấp, và nếu hàm lượng natri
càng cao thì thủy tinh càng kém bền nhiệt cũng như ké bền hóa. Với hàm lượng
natri thấp, thủy tinh có thể dùng làm bao bì đựng rượu, bia, nước giải khát…
hoặc dùng trong các phòng thí nghiệm.
6


GVHD: Đặng Thị Yến

Tìm hiểu về bao bì thủy tinh

Loại 3: thủy tinh chứa kali và chì: là thủy tinh đắt tiền, thuỷ trọng cao,
có độ bóng sáng bề mặt và độ chiết quang cao, dùng để làm các dụng cụ cao
cấp, đồ trang sức.
Loại 4: thủy tinh chứa bo và nhôm: là thủy tinh bền nhiệt, bền hóa, bền
cơ cao. Đây là thủy tinh kỹ thuật.
II. TÍNH CHẤT VẬT LÝ, HÓA HỌC CỦA BAO BÌ THỦY TINH
2.1. Độ bền cơ
Độ bền cơ học của bao bì thủy tinh được quyết định từ thành phần nguyên
liệu, công nghệ chế tạo, cấu tạo, hình dạng bao bì.
Những loại chai lọ miệng rộng không có cổ chai, miệng chai nối với thân
chai, loại này dùng để đựng những thực phẩm dạng paste, hoặc dạng hỗn hợp
rắn lỏng, để dễ dàng cho sản phẩm vào và lấy ra. Loại chai này không chịu tác
động lớn của lực cơ học khi chiết rót trừ khi bị va chạm vào thành hoặc bị rơi

vỡ.
Những loại chai có cổ: dùng để đựng các loại nước giải khát, cồn, bia
rượu. Các loại chai này thường chịu tác động của các lực sau:
−

Lực theo phương thẳng đứng tác dụng lên đáy chai trong quá trình chiết rót và

lực tác dụng lên cổ chai khi đóng nút chai.
− Lực theo phương ngang (phương thẳng góc với đường trục của chai), chính là
áp lực của khí CO2 tác động thẳng góc với thành chai. Áp lực này càng lớn lúc
thanh trùng, sau khi chiết rót đóng nút chai.
Để đảm bảo chai được bền dưới tác động của lực trong quá trình chiết rót,
đóng nắp chai thủy tinh luôn luôn được thiết kế:
+
+
+
+

Độ dày thành chai và đáy chai đồng đều nhau.
Thân trụ thẳng đáy tròn.
Đáy là một mặt cầu lồi.
Cổ chai phía bên trong có dạng mặt cầu lồi tròn xoay và độ cong của cổ chai
không thay đổi một cách đột ngột.

7


GVHD: Đặng Thị Yến

Tìm hiểu về bao bì thủy tinh


2.2. Độ bền nhiệt
Khi chai lọ được rót dung dịch nóng thì thành trong sẽ giãn nở tạo ứng
lực vòng chạy suốt chiều cao của thân trụ bên trong. Ở thành ngoài, khi chưa
cân bằng nhiệt với thành trong thì sẽ xuất hiện ứng lực kéo. Nếu nhiệt độ dung
dịch và bao bì không chênh quá 70 0C thì ứng lực kéo ở thành ngoài và ứng lực

nén ở thành trong cũng không chênh lệch một cách đột ngột, không gây vỡ
chai. Tương tự cho trường hợp rót dung dịch lạnh.

Chai đựng thực phẩm có áp lực khí hoặc được đun nóng, làm lạnh, cần
thiết được cấu tạo thân trụ thẳng đáy tròn, cổ và thân chai không được giảm
nhanh sự chênh lệch đường kính, thì tăng độ bền cơ hơn các loại chai có cấu
tạo khác.
2.3. Tính chất quang học của thủy tinh
Thủy tinh có đặc tính quang học thể hiện ở khă năng hấp thụ ánh sáng và
phản xạ ánh sáng. Thủy tinh silicat có khả năng hấp thụ tia có bước sóng 150 –
600nm. Có thể điều khiển sự truyền ánh sáng qua thủy tinh bằng cách cho thêm
các chất màu như: oxyt kim loại, hợp chất của lưu huỳnh, hợp chất của selen,
các oxyt kim loại khác.

8


GVHD: Đặng Thị Yến

Tìm hiểu về bao bì thủy tinh

Thủy tinh chứa hỗn hợp của các oxyt kim loại như cobalt (Co), niken
(Ni), chromium (Cr), sắt (Fe) đều co thể tăng sự hấp thụ ánh sáng khả kiến, tia

hồng ngoại, tia tử ngoại. Riêng oxyt sắt tạo màu xanh lá cây cho thủy tinh có

khả năng hấp thụ tia cực tím và hồng ngoại.
Ngoài ra khi bổ sung kim loại hay oxyt kim loại vào thủy tinh trong quá
trình sản xuất có thể làm biến đổi màu sắc của thủy tinh như: thêm 2 – 3% của
oxyt đồng sẽ sinh ra màu xanh lam. Đồng nguyên chất sinh ra thủy tinh mờ có
màu đỏ thẫm, đôi khi được sử dụng thay thế cho thủy tinh màu hồng ngọc của
vàng. Niken phụ thuộc vào nồng độ, sinh ra thủy tinh có màu xanh da trời, màu
tím hay là màu đen. Sự bổ sung titan sinh ra thủy tinh có màu vàng
Thủy tinh amber và thủy tinh xanh lá cây là thủy tinh cản quang tốt nhất,
vì bao bì thủy tinh cản quang chỉ cho xuyên qua khoảng 10% ánh sáng có bước
sóng 290 – 450nm, nhưng thủy tinh lại có khuynh hướng hóa sẫm đen dưới
năng lượng của bức xạ mạnh như trong trường hợp chiếu xạ thực phẩm.
2.4. Độ bền hóa học:
Là khả năng chống ăn mòn hóa học của môi trường tiếp xúc với thủy
tinh, tùy thuộc vào thành phần nguyên liệu ban đầu và điều kiện của môi
trường tiếp xúc với thủy tinh
9


GVHD: Đặng Thị Yến

Tìm hiểu về bao bì thủy tinh

Silic là nguyên tố lưỡng tính nên thủy tinh có thể bị ăn mòn bởi môi
trường axit hoặc môi trường kiềm.
−

Môi trường nước và axit: do thành phần H+ phân ly từ axit sẽ đến nhận điện tử
của các kim loại kiềm, kiềm thổ, tạo khí H 2 và các ion kim loại kiềm thổ bị

khuếch tán vào môi trường, tạo nên các lỗ hỏng trong mạng cấu trúc bề mặt của
thủy tinh:
2H+ + 2Na  + 2Na+
Sự ăn mòn này tạo cho thủy tinh có bề mặt nhám,, bị lõm thành những vết
li ti, mất vẻ sáng bóng, ảnh hưởng đến tính chất quang học. Thủy tinh kiềm thổ
bị ăn mòn bởi môi trường axit ở môi trường axit ở mức độ kém hơn so với thủy

−

tinh kiềm.
Môi trường kiềm: Môi trường ăn mòn thủy tinh nhanh chóng hơn so với các
môi trường axit. vì oxyt Si là oxyt lính, mạng lưới SiO 4 bị ăn mòn dần trở nên
những vết khuyết rõ ràng hơn so với các trường hợp của axit .
Nhiệt độ môi trường ăn mòn càng cao thì thủy tinh bị ăn mòn càng nhanh,
nếu bề mặt thủy tinh có vết trầy xước thì cũng tạo điều kiện ăn mòn dễ dàng.
III. NGUYÊN LIỆU VÀ PHỐI LIỆU TRONG SẢN XUẤT THỦY TINH
3.1. Nguyên liệu chính nấu thủy tinh

−

SiO2:
Đây là thành phần chính của đa số thủy tinh công nghiệp. Thủy tinh
silicat bền cơ, nhiệt, hóa. Thủy tinh silicat thuần khiết còn được gọi là thạch
anh có tính chiết quang cao, rất quý và được nấu ở nhiệt độ rất cao.
Thủy tinh công nghiệp có thành phần SiO2 là 55 – 75%. Nguồn nguyên
liệu chính là cát biển thô. Ngoài SiO 2 còn có Al2O3, CaO, MgO, Na2O, K2O…là
các thành phần cần được điều chỉnh trong thủy tinh công nghiệp. Bên cạnh đó
có thể có những oxyt nhuộm màu, các oxyt ảnh hưởng đến độ chiết quang của
thủy tinh như: Fe2O3, MnO2, TiO2, Cr2O3, V2O5.
Yêu cầu cát nấu thủy tinh có hàm lượng SiO 2 cao, hàm lượng tạp chất sắt

rất nhỏ (0,012 – 0,3%). Fe2O3 làm thủy tinh có màu vàng, FeO làm thủy tinh có
màu xanh. Hạt cát phải có kích thước nhỏ (0,1 – 8mm). Nếu hạt cát có kích
10


GVHD: Đặng Thị Yến

Tìm hiểu về bao bì thủy tinh

thước lớn thì sẽ khó chế tạo thủy tinh chất lượng cao. Hạt cát nhỏ, mịn, trơn,
láng bóng và không có khía cạnh, đồng đều về kích thước rất thuận lợi để sản
xuất thủy tinh chất lượng cao.
−

K2O:
Được cho vào thủy tinh dưới dạng K 2CO3, tạo cho thủy tinh vẻ bóng sáng
bề mặt. 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 và thủy tinh kỹ
thuật.

−

CaO:
Được cung cấp bởi nguồn đá vôi, đá phấn. 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.

−

BaO:

Tạo cho thủy tinh vẻ sáng bóng, trọng lượng riêng tăng cao, do đó BaO là
phụ gia để sản xuất thủy tinh quang học và rút ngắn quá trình nấu.

−

ZnO:
Làm giảm hệ số giãn nở nhiệt của thủy tinh, tạo tính bền nhiệt, bền hóa
học và gây đục thủy tinh.

−

B2O3:
Nếu dùng B2O3 thay cho Na2O thì hệ số giãn nở nhiệt giảm tạo nên thủy
tinh bền nhiệt, bền hóa, khử bọt tốt, rút ngắn quá trình nấu.

−

Al2O3:
Dùng để sản xuất thủy tinh alumino silicat cao cấp, nhóm này tác động
làm giảm hệ số giãn nở của thủy tinh, tăng bền cơ, bền hóa học, bền nhiệt
nhưng gây kéo dài thời gian nấu, khử bọt chậm, độ nhớt tăng, thủy tinh đóng

−

rắn nhanh.
Na2O:

11



GVHD: Đặng Thị Yến

Tìm hiểu về bao bì thủy tinh

Được cung cấp từ các muối vô cơ như Na2CO3 và Na2SO4. Hàm lượng cao
sẽ làm giảm tính bền nhiệt, bền cơ, bền hóa và càng làm giảm tính dẫn điện của
thủy tinh, ngoài ra còn có tác dụng hạ nhiệt độ nấu làm cho thủy tinh dễ bị bọt.
3.2. Nguyên liệu phụ
Hỗ trợ kỹ thuật chế tạo các chất vô cơ được dùng ở lượng nhỏ hoặc rất
nhỏ để khử bọt, khử màu, nhuộm màu, làm đục thủy tinh rút ngắn quá trình
nấu.
Chất nhuộm màu thủy tinh gồm chất nhuộm màu thủy tinh phân tử và
chất nhuộm màu thủy tinh khuyếch tán. Chất nhuộm màu phân tử sẽ không gây
thay đổi tính chất của thủy tinh, cho màu ổn định và trong suốt, đối với tất cả
các quá trình gia nhiệt sử dụng thủy tinh

Bảng: Các chất nhuộm màu
Chất nhuộm màu phân tử

Màu sắc thủy tinh

Mn (Mn2O3)

Tím

Co

Xanh

Cr (Cr2O3, K2Cr2O7)


Lục vàng

Ni

Không rõ ràng, tùy hàm lượng và thành
phần thủy tinh (cho màu khói, tím đỏ)

Fe2+

Vàng, hung, Fe3+ cho màu xanh lá cây

Cu

Xanh lam

Chất nhuộm màu dạng keo khuyếch tán
+ Hợp chất selen: để nhuộm thủy tinh thành đỏ và hồng hàm lượng Se khoảng
−

0,05÷0,2%.
+ Hợp chất vàng (Au) có thể nhuộm màu cho thủy tinh từ hồng đến đỏ để tạo
+
+

ngọc có thể thêm hàm lượng thiếc 0,01÷0,02%.
Hợp chất bạc (AgNO3) có thể nhuộm thủy tinh thành màu vàng.
Hợp chất đồng (Cu2O) tạo ra màu đỏ cho thủy tinh, nhưng trong môi trường có
tính oxy hóa thì tạo màu xanh.
12



GVHD: Đặng Thị Yến
−

Tìm hiểu về bao bì thủy tinh

Chất oxy hóa: muối nitrat, các hợp chất asenic, MnO 2, sẽ phóng thích O2 trong
quá trình nấu thủy tinh ở nhiệt độ cao 400÷925 0 C. Hỗn hợp chất oxy hóa
thường dùng như asenic As2O3 (0.3%) và KNO3 (1 – 1.5%) cũng là chất khử

−

bọt cho quá trình nấu thủy tinh.
Chất khử: carbon (C) từ nguồn mạc cưa, than đá, muối natri, kali hoặc SnO,

SnCl2 thường được dùng để loại các nguyên tố oxy từ oxyt kim loại.
− Các chất rút ngắn quá trình nấu giúp rút ngắn 10 – 15% thời gian nấu thủy tinh
khi thêm vào một lượng nhỏ các hợp chất Flo, muối Sunfat, NaCl, B 2O3, BaO,
muối Nitrat.
IV. CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO BAO BÌ THỦY TINH

13


GVHD: Đặng Thị Yến

Tìm hiểu về bao bì thủy tinh

4.1. Sơ đồ qui trình


Cát
Rửa, chà xát
Sấy khô

(105-1100C)

Phân loại
Phân ly điện từ
Phụ gia

Sấy cát

Xử lí

Nấu thủy tinh
Tạo hình

SiO2

Sắt kim loại+oxyt sắt

(700-8000C)

(1100-14000C)

(700-8000C)

Phủ nóng
Ủ, tôi sản phẩm


Sản phẩm
4.2. Thuyết minh qui trình
-

Nguyên liệu: Cát cần có hàm lượng SiO2, kích thước tùy theo yêu cầu từng loại
thủy tinh, ít lẫn các loại oxyt hoặc kim loại không mong muốn.
- Rửa-chà xát:
Mục đích: loại bỏ một số hợp chất hòa tan và hợp chất dạng huyền phù.

14


GVHD: Đặng Thị Yến

Tìm hiểu về bao bì thủy tinh

Cát được rửa bằng nước, đồng thời chà sát để tách rời các hạt cát dính
nhau. Ngoài ra có thể sử dụng các phương pháp sau:
+

Phương pháp tuyến nổi: hỗn hợp cát và nước được trộn với tác nhân tạo bọt (xà
phòng sulfat, acid oleic (C17H35COOH)); do cát ưa nước bị thâm ướt chìm
xuống còn các khoáng tạp chất kỵ nước nên không thấm ướt sẽ dính vào các

bong bóng và nổi lên trên.
+ Phương pháp tuyến nổi và sát liên hợp: kết hợp 3 quá trình: làm nổi, xát màng
+

và rửa.

Phương pháp hóa học: dùng các acid hoặc muối để hòa tan màng hydroxyt sắt
hoặc tạp chất khác. Phương pháp này đắt và phức tạp nên thường dùng để sản
xuất thủy tinh quang học.
+ Phương pháp sinh học: dùng vi sinh vật thích hợp để hóa giải sắt trong
-

cát.
Phân loại theo kích thước hạt:
Mục đích: Cát có kích thước đồng đều giúp quá trình nấu thủy tinh dễ

dàng- thời gian và nhiệt độ nấu.
Cát sau khi làm sạch, sấy khô được đưa qua hệ thống rây để phân loại
kích thước hạt.
-

Phân ly điện từ:
Mục đích: hạn chế hàm lượng oxyt sắt có trong cát làm ảnh hưởng xấu

đến chiết quang, tạo màu không mong muốn cho thủy tinh.
Dùng phương pháp phân ly điện từ- cho cát đi qua thiết bị có khả năng
nhiễm từ mạnh (nam châm điện). Cát hạt cát và tạp chất bị nhiễm từ với mức
độ khác nhau sẽ phân thành các nhóm khác nhau.
-

Sấy cát:
Mục đích: Loại bỏ tạp chất hữu cơ, nâng nhiệt độ khối cát tạo điều kiện

thuận lợi cho quá trình nấu thủy tinh.
Sấy cát ở nhiệt độ rất cao (700-8000C) trong thiết bị sấy thùng quay. Nếu
thời tiết thuận lợi và diện tích đủ rộng có thể sấy cát tự nhiên bằng ánh nắng

mặt trời.
15


GVHD: Đặng Thị Yến
-

Tìm hiểu về bao bì thủy tinh

Nấu thủy tinh:
Mục đích: Nấu chảy SiO2, tạo cấu trúc đồng nhất giữa oxyt silic và các

kim loại kiềm, kiềm thổ hoặc kim loại lưỡng tính.
Khối nguyên liệu được gia nhiệt đến 1100-1400 0C để nấu chảy thủy
tinh, tùy theo thành phần nguyên liệu. Trong khi nấu cần cacbon để khử oxyt từ
các oxyt kim loại tạo CO và CO 2 thoát ra để tránh xuất hiện bọt khí trong sản
phẩm sau này. Nếu trong thành phần nguyên liệu có natri (soda) cao thì sẽ làm
giảm nhiệt độ nóng chảy của khối nguyên liệu.
Quá trình nấu thủy tinh diễn ra qua 5 giai đoạn: tạo silicat, tạo thủy tinh,
khử bọt, đồng nhất và làm lạnh. Nhưng sự diễn ra này chỉ mang tính chất qui
ước, vì giữa các giai đoạn không có ranh giới rõ rêt. Chỉ có giai đoạn đầu và
cuối là tách biệt, còn các giai đoạn 2,3,4 bắt đầu gần như đồng thời, sau đó 2
kết thúc trước, 3,4 diễn ra đến cuối quá trình.
-

Tạo hình sản phẩm:
Thủy tinh được tạo hình bằng phương pháp đùn thổi hoặc ly tâm thổi

với áp lực cao.


16


GVHD: Đặng Thị Yến

Tìm hiểu về bao bì thủy tinh

Sơ đồ công nghệ tạo hình sản phẩm chai lọ thủy tinh được biểu diễn ở
hình a hoặc b, gồm các giai đoạn từ 1-7.
Thủy tinh nóng chảy ở nhiệt độ >=10000C từ lò nấu được tạo hình sơ bộ
trong khuôn 1 và được dòng khí nóng nén đi từ dưới khuôn 2 thổi nén thành
hình dạng sơ bộ 2 và 3 và được tiếp tục tạo hình cho thành phẩm 7; ở giai đoạn
này dùng áp lực của dòng khí nén haocjw dùng lực ly tâm để phân bố lại khối
thủy tinh 5 tạo thành chai đều đặn trong khuôn 6 và tạo nên sản phẩm có dạng
theo yêu cầu 7.
-

Phủ nóng:
Mục đích: bảo vệ bề mặt sản phẩm, giúp sản phẩm không bị nứt ra và

đánh bóng bề mặt sản phẩm.
Phủ nóng bằng bột SnO2 vào thủy tinh đang ở nhiệt độ cao (7008000C),.
-

Ủ hoặc tôi thủy tinh:
Mục đích: thay đổi ứng suất nội tồn tại trong quá trình tạo hình tăng độ

bền của thủy tinh.
17



GVHD: Đặng Thị Yến

Tìm hiểu về bao bì thủy tinh

Ủ thủy tinh: thủy tinh sau khi phủ nónglàm nguội xuống ở 3000Cgia
nhiệt đến 7000Clàm nguôi chậm đến nhiệt độ thường. Mục đích: giảm ứng
suất nội ở thành trong và thành ngoàităng độ bền cơ cao.
Tôi thủy tinh: thủy tinh sau khi phủ nónglàm nguội xuống ở 3000Cgia
nhiệt đến 7000C làm nguội nhanhtăng ứng suất bên trong thành và tạo ứng
suất đồng đều cho sản phẩm. Sản phẩm sau khi tôi chịu được chênh lệch nhiệt
độ cao 2700C, thường dùng chế tạo các loại kính để đảm bảo an toàn cho người
sử dụng khi bị vỡ (mảnh vỡ lớn).
4.3. Khuyết tật của bao bì thủy tinh.
Chất lượng thủy tinh được đánh giá bởi độ đồng nhất hóa học, vật lý. Sự
có mặt của các thành phần lạ không đồng nhất gọi là khuyết tật thủy tinh. Một
khi sản phẩm đã khuyết tật thì không thể khắc phục và phải loại bỏ.
Các dạng khuyết tật:
-

Khuyết tật dạng bọt khí: có nhiều dạng khác nhau, không màu, trong suốt.
Nguyên nhân: thành phần phối liệu không hợp lý, kích thước hạt cát không

-

đều, chế độ nấu không phù hợp.
Khuyết tật dạng thủy tinh: dạng vân, sợi, làm giảm sự đồng nhất, giảm tính bền
cơ, bền nhiệt của thủy tinh. Nguyên nhân: thành phần khối liệu không thích

-


hợp với chế độ nấukhác nhau về mật độ, chiết xuất, độ nhớt,…
Khuyết tật dạng tinh thể: là các vết đốm, vết đục không đồng thể với thủy tinh.
Nguyên nhân: thành phần nguyên liệu không nóng chảy (oxyt không hòa tan)
do chế độ nấu không phù hợp.
V. NẮP VÀ NÚT
Nắp đậy che phủ miệng chai, nút nằm lọt vào bên trong miệng chai và các
thành phần phụ của chúng như đệm, nhôm lá để bọc,… góp phần đảm bảo độ
kín của chai lọ, đảm bảo chức năng chứa đựng, chức năng thuận lợi trong phân
phối tiêu thụ và không gây nhiễm độc cho thực phẩm.

18


GVHD: Đặng Thị Yến

Tìm hiểu về bao bì thủy tinh

Tùy theo dạng loại chai lọ chứa đựng thực phẩm, tính chất và giá trị
thương phẩm chứa đựng bên trong, hạn sử dụng dài hay ngắn của sản phẩm mà
sử dụng loại nắp của bao bì thủy tinh thích hợp, cùng với thiết kế kiểu miệng
chai tương ứng các loại cấu tạo chai.
Miệng chai loại A: Có ren vặn để đóng nắp vào,
nắp tương ứng cũng có cấu tạo ren. Chai thủy tinh miệng loại A chứa đựng chất
lỏng không có áp lực khí như khí hoặc chỉ có áp lực riêng phần của ethanol
trong sản phẩm rượu mùi có nồng độ cồn . Loại nắp này được làm bằng nhôm
hoặc thiếc có phủ lớp sơn bên trong và bên ngoài, có đệm plastic để đảm bảo
độ kín cho chai, ngoài ra cần có nút đệm, đậy miệng chai trước khi đậy nắp, nút
đệm thường bằng vật liệu HDPE. Sau khi đậy nút đệm, vặn nắp thiếc vào theo
đường ren thì miệng nắp đệm sẽ áp sát vào nắp đệm của nắp thiếc, tạo độ kín

khít hoàn toàn.
19


GVHD: Đặng Thị Yến

Tìm hiểu về bao bì thủy tinh

Miệng chai độ B: Có cấu tạo thành miệng chai khá dày, để chứa các loại
rượu vang, rượu champagne,… có áp lực cao, có thời hạn tồn trữ và sử dụng
rất dài nên cần phải đậy kín và có khả năng chịu áp lực của khí được nén trong
chai. Chai được đậy kín bằng nút bấc, nút có cấu tạo hình trụ tròn có cấu tạo
hình mũ nấm, thân trụ dài khoảng 4 cm. Nút bằng gỗ bấc có tính đàn hồi cao,
sẽ đậy khít miệng chai và nhô lên khỏi miệng chai khoảng 1,5 cm và dây thép
được bộc bên ngoài miệng chai giúp cho nút bấc chịu được áp lực nén cao của
bên trong.

Nút bấc cũng được mở một cách dễ dàng: dùng tay cái bậc nút bấc khỏi
miệng chai, có thể dùng nút bấc để tái đóng kín chai.

20


GVHD: Đặng Thị Yến

Tìm hiểu về bao bì thủy tinh

Hiện nay có một số chai rượu vang có cấu tạo nắp chai thay đổi về vật
liệu:
−

−

Nút bậc được cấu tạo dạng plastic có độ đàn hồi.
Dây thép được thay băng nắp ren tương ứng với chai miệng ren. Nút cao su
được đóng kín vào miệng chai không có phần nhô lên, đóng vào hẳn miệng

chai và sẽ được khui bằng dụng cụ khui chuyên dụng dùng dạng vít xoắn.
− Giấy nhôm được bọc thay thế bằng màng co plastic có in thương hiệu.
Miệng chai loại C: Có cấu
tạo thành miệng dày và có gờ, được
đậy bằng nắp mũ. Nắp bằng thiếc có
lót lớp đệm bằng gỗ bấc hoặc bằng
cao su để có thể áp chặt khít vào
miệng chai, tạo sự kín hoàn toàn khi
nắp được dập trên miệng chai bằng
một lực cơ học và tạo nên lớp gợn
chung quanh. Loại này đóng nắp
phủ miệng được dùng chứa nước
giải khát có gas, sản phẩm có giá thành thấp, được tiêu thụ nhanh và áp lực
trong chai không quá cao.
21


GVHD: Đặng Thị Yến

Tìm hiểu về bao bì thủy tinh

Cách đóng chai miệng loại C không được dùng bảo quản sản phẩm có
trong thời gian dài như đối với loại B.
VI. Nhãn bao bì thủy tinh, tái sử dụng bao bì thủy tinh

6.1. Nhãn
Trong ngành thực phẩm thì sản phẩm rượu bia, nước giải khát thường
được chứa đựng trong bao bì thủy tinh do chất lượng của sản phẩm ít bị biến
đổi và có thể bảo quản lâu dài. Tuy nhiên không thể in, ghi nhãn theo qui định
của nhà nước nên chỉ có thể vẽ sơn logo hay thương hiệu của công ty, nhà máy
hoặc có thể in dấu nổi lên thành chai. Nếu muốn chi tiết hơn thì cần dán giấy
lên chai để công bố thông tin về sản phẩm. Vì vậy tùy vào chủ ý của nhà sản
xuất mà nhãn có thể sơn hoặc dán giấy lên bao bì thủy tinh.
6.2. Tái sử dụng bao bì thủy tinh
Bao bì thủy tinh tái sử dụng là việc sử dụng lại bao bì thủy tinh đã qua
sử dụng cụ thể là chai, lọ thuỷ tinh. Do đó chai lọ này thường “bẩn” hơn chai
mới sản xuất rất nhiều. Vì vậy cần phải vệ sinh chai lọ trước khi đem đi tái sử
dụng nhằm loại bỏ hầu hết các vi sinh vật tồn tại trong chai lọ cũng như tất cả
các vật chất cơ thể trong chai như mảnh chi, cát, đất, nhãn chai cũ còn dính trên
chai.
Qui trình rửa chai: Chai sẽ được đưa vào máy rửa chai, băng tải sẽ
chuyển chai đi trong các máy rửa qua các buồng rửa khác nhau với thời gian
22


GVHD: Đặng Thị Yến

Tìm hiểu về bao bì thủy tinh

lưu đủ để rửa sạch chai (Trong thời gian di chuyển chai được dốc ngược và
luôn luôn được phun nước rửa vào bên trong), thời gian rửa chai trong máy
khoảng 15 – 20 phút, chai được rửa theo các bước như sau:
•
•


Bước 1: Ngâm và phun nước để làm sạch bụi. Nước sử dụng chỉ cần ấm 300C.
Bước 2: Chai được băng tải chuyền ngược đầu để dốc hết nước trong chai ra

•
•

ngoài.
Bước 3: Chai được tiếp tục đưa vào bể chứa nước ấm 550C.
Bước 4:Chai được băng tải chuyền ngược đầu để dốc hết nước trong chai ra

ngoài.
• Bước 5: Chai được chuyển vào bể chứa dung dịch kiềm 1.5% ở nhiệt độ 60 0C.
Tại đây các nhãn giấy dính trên chai được cào bỏ và sau đó chai được dốc
ngược để tháo hết dịch bên trong. Vai trò của dịch sút là giúp hòa tan các chất
•
•

bẩn trên bao bì, sát trùng, làm nở cặn khô đến trạng thái mềm bở.
Bước 6: Lặp lại bước 5 nhưng ở nhiệt độ 800C.
Bước 7: Chai được rửa sạch bằng nước sạch ở 60 0C và được dốc ngược thể

tháo sạch nước trong chai.
• Bước 8: Chai được rửa sạch trong bể nước 50 0C và được dốc ngược để tháo
•

sạch nước trong chai.
Bước 9: Sau đó chai được rửa bằng nước sạch ở 30 0C có nồng độ clorine 2ppm
và được làm ráo hoặc làm khô.
Với những chai đựng thực phẩm không có giai đoạn thanh trùng sau khi
chiết rót, thì phải sấy chai ở nhiệt độ 115 0C trong 15 phút trước khi chiết rót

thực phẩm vào chai.

23


GVHD: Đặng Thị Yến

Tìm hiểu về bao bì thủy tinh

Ngoài ra, bao bì thủy tinh còn có thể làm nguyên liệu để nấu các loại
bao bì thủy tinh mới khác.

24


GVHD: Đặng Thị Yến

Tìm hiểu về bao bì thủy tinh

Kết luận
Trong nền kinh tế hàng hoá, sản xuất và kinh doanh theo cơ chế thị
trường, bao bì hàng hoá trở thành một vấn đề được nhiều nhà sản xuất kinh
doanh thương mại quan tâm bởi vì bao bì tốt hay xấu đều ảnh hưởng đến hiệu
quả sản xuất kinh doanh. Bao bì là một trong những phương tiện quan trọng để
giữ gìn nguyên vẹn số lượng và chất lượng sản phẩm hàng hoá, giảm mất mát,
hao hụt và bao bì đã được coi là một bộ phận cấu thành của sản phẩm, hơn thế
bao bì là bộ phận không tách rời của hệ thống bảo đảm vững chắc chất lượng
sản phẩm.
Thủy tinh là một vật liệu có nhiều tính chất vượt trội nên được dùng nhiều
trong lĩnh vực bao bì thực phẩm. Bao bì bằng thuỷ tinh thường dùng để chứa

đựng các sản phẩm dạng lỏng như dược phẩm, hoá chất, rượu bia, nước giải
khát... loại này không độc, không phản ứng với hàng hoá, sản phẩm được bảo
quản lâu dài. Bao bì thủy tinh có độ cứng nhất định, nhưng rất dễ vỡ khi bị va

25