Việt Nam đang phải đối mặt với tình trạng ô nhiễm do rác thải nhựa ngày càng gia tăng. Việc lạm dụng sử dụng túi ni lông khó phân huỷ và các sản phẩm nhựa, đặc biệt là đồ nhựa dùng một lần đã và đang để lại những hậu quả khôn lường đối với môi trường. Thế nên, rất nhiều sản phẩm thân thiện, không chứa nhựa đã xuất hiện trên thị trường. Giấy chống thấm dầu mỡ (greaseproof) là loại giấy bao gói có khả năng chống thấm dầu mỡ. Loại giấy này nếu được sử dụng cho bao gói thực phẩm thì không những phải có tính chất phù hợp với giấy bao gói mà còn phải đáp ứng các yêu cầu về an toàn vệ sinh thực phẩm.
Giấy chống thấm dầu, hay giấy chống thấm được sử dụng trong các ngành bao bì thực phẩm để đóng gói bao trà, cà phê, hoặc các loại thực phẩm ăn nhanh như bánh mì, ham-berger, các loại thực phẩm chiên dầu như khoai tây chiên,… giấy có khả năng thấm hút các loại dầu mỡ nhanh chóng như tên gọi của nó. Các tính chất chống thấm dầu mỡ có được là nhờ bột được nghiền đến độ nghiền cao, gia tăng các liên kết giữa xơ sợi và tăng tỉ trọng của giấy, cấu trúc bề mặt chặt, không có các lỗ mao dẫn lớn, tạo một barie ngăn sự thẩm thấu của dầu mỡ. Giấy chống thấm dầu mỡ có bề mặt kín với số lượng nhỏ các lỗ xốp, điều này đã tạo tiền đề ứng dụng các chất tráng phủ để tạo được bề mặt kín có tác dụng chống thấm dầu mỡ.
Hiện tại, Việt Nam đã có một số nghiên cứu về công nghệ sản xuất giấy bao gói công nghiệp. Nhưng riêng loại giấy bao gói thực phẩm khô có tính chống thấm dầu mỡ lại chưa có một nghiên cứu nào có tính chuyên sâu, khoa học và hệ thống. Từ thực tế đó, các nhà khoa học thuộc Viện Công nghiệp giấy và Xenluylô (Bộ Công Thương) đã nghiên cứu, hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất giấy chống thấm dầu mỡ phục vụ bao gói thực phẩm khô ở quy mô phòng thí nghiệm và trên dây chuyền sản xuất công nghiệp. Từ đó, đã thiết kế và hoàn thiện dây chuyền sản xuất giấy chống thấm dầu mỡ dùng cho bao gói thực phẩm khô trên cơ sở dây chuyền hiện có của Trung tâm Sản xuất thực nghiệm với sản lượng 1,5 tấn/ngày.
Tính chất của giấy chống thấm dầu mỡ
Là một trong các loại giấy bao gói, giấy chống thấm dầu mỡ trước hết phải đảm bảo được tính chất cơ lý thích hợp. Độ bền cơ lý của giấy biểu thị khả năng của giấy chịu được những lực tác dụng từ bên ngoài lên giấy. Đối với giấy bao gói thì chỉ số bục, chiều dài đứt, độ hút nước và chỉ số độ bền xé là các chỉ tiêu quan trọng giúp cho giấy không bị đứt, rách trong quá trình sử dụng. Độ bền kéo của giấy phụ thuộc nhiều nhất vào liên kết giữa các xơ sợi, tiếp đó là độ bền của bản thân xơ sợi và chiều dài xơ sợi.
Do vậy, giai đoạn đầu của quá trình nghiền, độ bền kéo của giấy tăng khi tăng độ nghiền của bột giấy, vì khi đó xơ sợi được chổi hóa nhiều hơn làm tăng lực liên kết giữa các xơ sợi. Độ bền kéo của giấy đạt cực đại khi độ nghiền đạt giá trị xác định tùy thuộc vào từng loại bột giấy, sau đó nếu tiếp tục nghiền thì xơ sợi sẽ bị phá hủy và cắt ngắn rõ rệt, do vậy độ bền kéo của giấy sẽ giảm. Độ bền xé của giấy phụ thuộc chủ yếu vào chiều dài xơ sợi và khả năng chịu giãn của giấy. Giấy làm từ bột xơ sợi dài thường có độ chịu xé cao hơn giấy làm từ bột xơ sợi ngắn.
Hình 1: Giấy chống thấm dầu mỡ dùng cho bao gói thực phẩm
Nếu giấy làm từ hỗn hợp bột có cả xơ sợi dài và xơ sợi ngắn thì khi tăng tỷ lệ bột xơ sợi dài sẽ làm tăng độ bền xé của giấy. Xơ sợi xenlulô gỗ mềm có chiều dài cao hơn xơ sợi xenlulô gỗ cứng, do đó nếu trong thành phần nguyên liệu sản xuất giấy có bổ sung thêm một phần xơ sợi xenlulô gỗ mềm thì sẽ làm tăng độ bền xé của giấy. Khi tăng độ nghiền của bột, lúc mới ng-hiền thì độ bền xé của giấy tăng, sau đó nếu tiếp tục tăng độ nghiền thì độ bền xé của giấy lại giảm, vì khi đó xơ sợi bị cắt ngắn.
Thực tế sản xuất cho thấy độ bền xé của giấy còn phụ thuộc vào điều kiện công nghệ trong quá trình sấy giấy. Khi giấy đạt độ khô 60 ÷ 85%, không nên kéo chăn sấy quá căng, vì sẽ làm giảm khả năng chịu giãn của giấy và kết quả là làm cho độ bền xé của giấy giảm.
Đặc tính đặc biệt, quan trọng nổi bật nhất của giấy chống thấm dầu mỡ là khả năng ngăn cản sự đi qua của dầu, mỡ và các chất béo. Trước đây, giấy chống thấm dầu mỡ thường được sử dụng cho bao gói bơ và các thực phẩm béo. Ngoài ra, chúng còn được sử dụng để bảo vệ các lớp trên lõi vải. Những sợi chỉ chưa qua xử lý có chứa dầu mỡ, nếu không có lớp bảo vệ thì lớp dầu mỡ này sẽ thấm vào lõi giấy, làm yếu lõi giấy trong quá trình quay sợi.
Ngày nay, giấy chống thấm dầu mỡ được sử dụng rộng rãi trong bao gói thực phẩm, làm bánh hay bao gói thức ăn động vật. Nếu chỉ dùng quá trình nghiền để đạt được hiệu quả chống thấm dầu mỡ thì quá trình sản xuất tiêu tốn rất nhiều năng lượng. Hơn nữa, độ nghiền cao khiến bột khó thoát nước trên lưới, giấy qua bộ phận ép và sấy có hàm lượng ẩm cao. Điều này làm gia tăng năng lượng sấy cũng như làm ảnh hưởng đến tốc độ máy xeo.
Tùy thuộc vào ứng dụng của giấy mà các yêu cầu khác như độ chống thấm, độ cản khí và các chỉ tiêu độ bền ướt – bền khô cũng cần được quan tâm. Để đạt được khả năng chống thấm dầu mỡ thì có thể các chất fluoro được áp dụng cho cả quá trình gia keo nội bộ và tráng phủ bề mặt, tráng lớp poly-olefin trên bề mặt (PE hay PP), xử lý bằng sáp nóng, tráng phủ với nhôm.
Thông thường, nếu được sử dụng trong phần ướt thì các chất chống thấm dầu mỡ fluoro được phối trộn với các chất trợ bảo lưu, chất gia keo, chất bền ướt … và được đi vào hòm phun bột và lưới định hình. Nếu sử dụng cho bề mặt thì sẽ tạo màng nhờ gia keo bề mặt hay tráng phủ. Mặc dù ứng dụng các chất chống thấm cho bề mặt sẽ đem lại hiệu quả cao hơn so với bổ sung phần ướt nhưng với các hệ thống máy xeo thiếu thiết bị tráng phủ thì quá trình gia keo nội bộ vẫn đáp ứng được yêu cầu chống thấm dầu mỡ của giấy.
Hiện nay, có nhiều phương pháp để xác định độ chống thấm dầu mỡ của giấy. Các phương pháp xác định trực tiếp như DIN 53116 và ISO 5634 là xác định thời gian để dầu mỡ tiêu chuẩn thẩm thấu vào giấy dưới một áp suất nhất định. Ưu điểm của các phương pháp này là chính xác và dễ thực hiện nhưng lại tiêu tốn thời gian. Theo TAPPI 454, dầu thông được sử dụng làm chất kiểm tra. Phương pháp này kém chính xác hơn nhưng tiến hành nhanh hơn.
Phương pháp tiến hành theo TAPPI T559 pm – 96 hay còn gọi là xác định chỉ số Tappi KIT hiện nay là phổ biến hơn cả. Phương pháp này sử dụng dầu thầu dầu, toluen, và heptan. Vì tỉ lệ của dầu hòa tan trong dung môi giảm, độ nhớt và sức căng bề mặt cũng giảm, khiến hỗn hợp khó bị giữ lại hơn.
Quá trình diễn ra được đánh giá bằng lượng dung dịch lớn nhất mà không làm ảnh hưởng đến tờ giấy trong vòng 15 giây. Phương pháp này đặc biệt thích hợp sử dụng cho các loại giấy chống thấm dầu mỡ được xử lý bằng hóa chất fluoro.
Giấy tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm, trước hết giấy phải đảm bảo được các chỉ tiêu an toàn vệ sinh thực phẩm. Trong nhiều trường hợp, giấy không được phép chứa các vi sinh là điều kiện quan trọng. Cũng có thể tồn tại một số loại vi khuẩn không ảnh hưởng đến sức khỏe nhưng cần thận trọng với mùi và dấu vết xuất hiện trên sản phẩm có thể ảnh hưởng đến chất lượng thực phẩm trong bao gói. Chất tăng trắng quang học bao gồm các dẫn xuất của 4,4-diaminostillbe- ne-2,2-disulphonic axit, thường được sử dụng với mức dùng 5 – 10 kg/tấn giấy.
Do độ bảo lưu kém nên thường đi theo dòng nước thải trong quá trình sản xuất và không thể tự phân hủy sinh học. Chất tăng trắng có thể gây dị ứng và là chất độc không phân hủy trong môi trường thủy sinh, không được phép sử dụng đối với giấy bao gói có tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm.
Chỉ tiêu an toàn sức khỏe của giấy chống thấm dầu mỡ dùng cho bao gói thực phẩm là yêu cầu hàng đầu của loại giấy này. Ở nhiều quốc gia, nhất là các nước phát triển có các quy định rất nghiêm ngặt về vấn đề này.
Hiện nay, Hội đồng Châu Âu và nhiều nước trên thế giới cũng đã ban hành chính sách, luật liên quan đến các loại giấy, các tông và các vật phẩm tiếp xúc với thực phẩm. Trong nội dung chính sách, luật có danh mục các loại hóa chất được phép sử dụng và không được sử dụng để sản xuất giấy tiếp xúc với thực phẩm cũng như các quy định về độ tinh khiết của sản phẩm.
Chỉ tiêu hóa học của giấy chống thấm dầu mỡ được xây dựng căn cứ vào các quy định của Châu Âu và một số nước trên thế giới, các chỉ tiêu và mức quy định được trình bày trong bảng 1.
Bảng 1: Chỉ tiêu hóa học
Xu hướng phát triển giấy chống thấm dầu mỡ dùng cho bao gói thực phẩm
Giấy là vật liệu tương đối an toàn và được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp thực phẩm. Tuy nhiên lượng giấy tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm chỉ chiếm một phần rất nhỏ, khoảng 3,5% (tương đương 0,9 kg/người/năm) trong số các loại vật liệu được sử dụng, còn lại nhựa chiếm đến 70%. Trong số đó, lượng giấy tiếp xúc với thực phẩm khô chiếm đến 50%, với thực phẩm cần được sơ chế/rửa là 30%. Như vậy chỉ có khoảng 20% giấy được sử dụng cho bao gói thực phẩm ướt hoặc thực phẩm chứa dầu mỡ [1].
Ngày nay, thời gian dùng cho chuẩn bị bữa ăn giảm đáng kể. Mọi người có xu hướng chuyển đổi thói quen ăn uống sang ăn ngoài hàng, mua thực phẩm đã qua sơ chế, và mua thức ăn sẵn. Chính vì vậy, thị trường thực phẩm rất cần sự hỗ trợ của ngành công nghiệp giấy bao gói với các sản phẩm vừa đảm bảo yêu cầu an toàn vệ sinh lại hướng người sử dụng hoạt động thân thiện với môi trường và phát triển bền vững.
Hình 2: Một số mẫu mã giấy chống thấm dầu mỡ trên thị trường
Bắt kịp xu hướng và hiểu được tầm quan trọng của giấy gói thực phẩm hiện nay, các sản phẩm bao gói ngày càng được chú trọng, không chỉ đảm bảo các tiêu chí về sự an toàn thực phẩm, mẫu mã chất lượng cao mà còn thiết kế phải đẹp, bắt mắt, thể hiện được thương hiệu của công ty vì đó cũng là cách quảng bá, đưa thương hiệu đến gần hơn với người tiêu dùng.
KS. Nguyễn Thị Thu
Trung tâm Phân tích và Kiểm định
Viện Công nghiệp Giấy và Xenluylô
[Nguồn: Tạp chí Công nghiệp giấy, số 4 năm 2020]
