Snack mở gói ra đã ỉu, bánh quy mất giòn trước hạn, sữa bột vón cục, rong biển sấy dai lại: phần lớn các lỗi này liên quan đến hơi ẩm thấm qua bao bì. Ở khí hậu nóng ẩm như Việt Nam, tốc độ thấm hơi nước của bao bì là thông số quyết định hạn sử dụng của rất nhiều sản phẩm khô.

Tốc độ thấm hơi nước là gì?

Tốc độ thấm hơi nước (Water Vapor Transmission Rate – WVTR, còn gọi là MVTR – Moisture Vapor Transmission Rate) là lượng hơi nước đi qua một đơn vị diện tích vật liệu trong một đơn vị thời gian, ở điều kiện nhiệt độ và chênh lệch độ ẩm tương đối xác định. Đơn vị phổ biến là g/(m²·ngày).

Điều kiện đo thường được ghi kèm, phổ biến nhất là 38 °C, 90% RH (điều kiện nhiệt đới, tạo chênh lệch lớn để đo nhanh) hoặc 23 °C, 85% RH. WVTR ở các điều kiện khác nhau không thể so sánh trực tiếp.

Tương tự tốc độ thấm oxy, WVTR phụ thuộc bản chất vật liệu, độ dày, nhiệt độ và chất lượng gia công (nếp gấp, lỗ kim, mối hàn).

WVTR của các vật liệu phổ biến

Giá trị tham khảo cho màng dày khoảng 25 µm ở 38 °C, 90% RH, thay đổi theo loại nhựa và nhà sản xuất:

  • PA (nylon): cao, cỡ hàng chục đến hơn 100 g/(m²·ngày); chắn oxy tốt khi khô nhưng chắn ẩm kém.
  • EVOH: chắn ẩm kém (WVTR tương đối cao) dù chắn oxy rất tốt; nên luôn được kẹp giữa lớp chắn ẩm.
  • PET định hướng: cỡ 15–25.
  • LDPE: cỡ 15–20.
  • HDPE: cỡ 5–8.
  • PP định hướng (OPP, BOPP): cỡ 4–7; vật liệu chắn ẩm tốt, rẻ, phổ biến cho snack, bánh kẹo.
  • PVDC, màng phủ PVDC: cỡ 1–3.
  • Màng mạ nhôm (metallized OPP, PET): cỡ 0,2–1 tùy chất lượng lớp mạ.
  • Màng phủ oxit (AlOx, SiOx): cỡ 0,5–2, trong suốt.
  • Lá nhôm (từ khoảng 7–9 µm trở lên), thủy tinh, kim loại: gần như bằng 0 nếu không có lỗ kim hoặc vết nứt.

Điểm quan trọng: vật liệu chắn oxy tốt chưa chắc chắn ẩm tốt và ngược lại. Bao bì ghép nhiều lớp kết hợp các vật liệu để đạt cả hai tính năng, ví dụ PET/mạ nhôm/PE, OPP/mạ nhôm OPP, PET/nhôm/PE.

Phương pháp đo

  • Phương pháp cốc (khối lượng, ASTM E96): màng được dán kín trên miệng cốc chứa chất hút ẩm hoặc nước, đặt trong buồng có nhiệt độ, độ ẩm kiểm soát; cân định kỳ để tính lượng hơi nước đi qua. Đơn giản, chi phí thấp nhưng chậm, kém nhạy với vật liệu chắn cao.
  • Cảm biến hồng ngoại (ASTM F1249, ISO 15106-2): đo hơi nước đi qua màng bằng cảm biến hồng ngoại; nhanh, chính xác, phổ biến trong phòng thí nghiệm bao bì.
  • Cảm biến điện phân (ISO 15106-3), cảm biến độ ẩm: cho vật liệu chắn rất cao.
  • Đo bao bì nguyên chiếc: đặt chất hút ẩm hoặc sản phẩm thật trong bao bì kín, bảo quản ở điều kiện kiểm soát, cân theo thời gian; phản ánh cả ảnh hưởng của mối hàn, nếp gấp.

Tính hạn sử dụng theo độ ẩm

Với sản phẩm nhạy ẩm, hạn sử dụng có thể ước tính theo các bước:

  1. Xác định độ ẩm ban đầu của sản phẩm khi đóng gói.
  2. Xác định độ ẩm tới hạn, tại đó sản phẩm mất chất lượng (mất giòn, vón cục, mốc). Có thể xác định qua đánh giá cảm quan kết hợp nhiệt độ chuyển thủy tinh, hoạt độ nước.
  3. Xây dựng đường đẳng nhiệt hấp thụ ẩm (mối quan hệ giữa độ ẩm sản phẩm và hoạt độ nước) để biết lượng nước sản phẩm có thể hấp thụ.
  4. Dùng WVTR của bao bì nguyên chiếc, diện tích bao bì, khối lượng sản phẩm và điều kiện bảo quản (nhiệt độ, độ ẩm môi trường) để tính thời gian độ ẩm tăng từ ban đầu đến tới hạn.
  5. Xác nhận bằng nghiên cứu thực tế hoặc thử hạn dùng gia tốc ở điều kiện độ ẩm cao.

Sản phẩm cần chắn ẩm cao

  • Snack, bánh quy, bánh xốp, ngũ cốc ăn sáng, rong biển sấy.
  • Sữa bột, bột ngũ cốc, cà phê hòa tan, bột đồ uống, gia vị, hạt nêm.
  • Kẹo cứng, kẹo đường (dễ chảy nước), viên sủi.
  • Trái cây sấy giòn, rau củ sấy, sản phẩm sấy thăng hoa.
  • Thực phẩm chức năng dạng viên, bột, men vi sinh.

Ngược lại, một số sản phẩm cần tránh mất ẩm (bánh mềm, phô mai, thịt nguội) hoặc cần cho hơi ẩm thoát ra để tránh đọng nước (rau quả tươi, bánh mì mới nướng).

Lưu ý thực tế

  • WVTR tăng mạnh theo nhiệt độ; bao bì đạt yêu cầu ở kho lạnh có thể không đủ trong kho nóng.
  • Mối hàn, khóa zip, nắp, van là các điểm rò ẩm quan trọng; với túi zip, sau mỗi lần mở, sản phẩm tiếp xúc trực tiếp không khí ẩm.
  • Gấp, uốn làm nứt lớp mạ nhôm, lớp phủ oxit, làm WVTR tăng vọt.
  • Gói hút ẩm (xem bao bì chủ động) có thể bổ sung khi bao bì không đủ chắn hoặc để kéo dài hạn dùng.

Chọn bao bì chống ẩm cho khí hậu Việt Nam

Nhiệt độ trung bình cao và độ ẩm không khí thường xuyên trên 80% khiến bao bì tại Việt Nam chịu “tải ẩm” lớn hơn nhiều so với các nước ôn đới. Khi chọn bao bì, nên yêu cầu nhà cung cấp số liệu WVTR ở điều kiện 38 °C, 90% RH, đánh giá trên bao bì thành phẩm sau khi in, ghép, tạo túi, và thử nghiệm bảo quản thực tế qua mùa nồm ẩm ở miền Bắc hoặc mùa mưa ở miền Nam. Với sản phẩm xuất khẩu đi container, cần tính thêm hiện tượng ngưng tụ hơi nước trong container khi nhiệt độ thay đổi giữa ngày và đêm.

Câu hỏi thường gặp

Vì sao túi giấy kraft cần lớp lót? Giấy tự thân thấm ẩm rất cao; túi giấy đựng thực phẩm khô thường có lớp lót PE, màng mạ nhôm hoặc lớp phủ để chắn ẩm, chắn dầu.

Bao bì phân hủy sinh học có chắn ẩm tốt không? Nhiều vật liệu sinh học như PLA, màng tinh bột chắn ẩm kém hơn nhựa truyền thống; cần lớp phủ hoặc ghép thêm để đạt yêu cầu với sản phẩm nhạy ẩm.

Thuật ngữ liên quan

Đọc thêm: Shelf Life Là Gì? Cách Xác Định Hạn Dùng Thực Phẩm