مقالات

بسته بندی های هوشمند

بسپار/ ایران پلیمر، بسته ­بندی هوشمند، بخش در حال رشد بازار پلاستیک­ ها است. در این مقاله، آخرین پیشرفت­ها در این زمینه و برخی روش­های بازیافت گزارش شده است. حضور اکسیژن در بسته­ بندی­های دارویی و غذایی، یکی از مشکلات دیرینه نگهداری بوده و عمر مفید محصول (shelf life) را برای تولیدکنندگان محصولات بسته ­بندی­ کاهش می­دهد. سامانه ­های آمیزه­ کاری، مستربچ­ ها و افزودنی­ های جدید برای افزایش عمر مفید محصول توسعه یافته­ اند و در برخی بسته­ بندی­های هوشمند، اطلاعات حیاتی در مورد تازگی ماده بسته­ بندی شده به مشتری داده می­شود.

موسسه آلمانی  Fraunhofer IVVروی چندین پروژه بسته­ بندی هوشمند و فعال کار می­کند. این بازار در حال رشد است و فناوری­ها به طور گسترده­ای در بخش دارو استفاده می­شوند. هم­چنین توجه در بخش مواد غذایی رو به رشد است، با این­که به علت فقدان تجربه قابل انتقال، هنوز کاملا پذیرفته نشده است.

در هر دو بسته­بندی فعال و هوشمند، روش­های سفارشی (tailor-made) و اغلب مطالعات موردی و آزمایش­های بسته­ بندی که برای تولیدکنندگان مواد غذایی ضروری است تا آن­ها را متقاعد سازند از چنین موادی استفاده کنند، نادیده گرفته شده است. با این حال، برای ایجاد تغییرات جدید در بسته­بندی فعال و هوشمند، آزمایش­ها هم­چنان ادامه دارد. برای مثال، از بسپارهای تراوا (permeable) به جای شیشه و فلز استفاده می­شود و بیشتر از مواد غذایی حساس مانند روغن کلزا (rape seed oil) به جای روغن نخل (palm oil) استفاده شده است. هم­چنین نیاز به برچسب­گذاری تمیز، کیفیت زیاد مواد غذایی و غذای سالم­تر از جمله عوامل کلیدی در توسعه مواد جدید بسته­ بندی است.

هم­چنین برای درک مسائل فنی و کنترلی نیاز به تحقیقات بیشتر است. مسائل فنی که اکنون در حال انجام است شامل کنترل مهاجرت (migration) می­شود. اغلب نمی­توان به راحتی گفت که چگونه بسته­بندی­ها باید برای تایید مجوزهای EFSA و FDA طراحی شوند، بنابراین به منظور کمک در این حوزه، روش­های مدل­سازی در حال توسعه است. مقررات رطوبت نسبی و انتشار دی­اکسیدکربن دیگر مسائل مهم تحت بررسی هستند.

یکی از پروژه ­هایی که موسسهFraunhofer  کار می­کند، استفاده از مواد طبیعی ضدمیکروبی پایه گیاهی برای بسته­بندی است. استفاده از مواد بسته­بندی که در آن ترکیبات ضدمیکروبی به سطوح غذا آزاد می­شود روشی جذاب برای کاهش و مهار رشد میکروب نامطلوب است. چراکه موجب آلودگی و دور ریختن مواد غذایی می­شود. ترکیبات طبیعی ضدمیکروبی اغلب به ترکیبات مصنوعی ترجیح داده می­شوند.

موسسهFraunhofer ، ترکیبات ضدمیکروبی مناسبی (از عصاره برگ زیتون و شمعدانی) شناسایی کرده است که در طول فراورش به منظور محافظت از آن­ها پوشینه ­دار شده­ اند (encapsulated). این ترکیبات در بسپارها پراکنده شده، روی فیلم­ها پوشش­دهی شده، رانشگری شده و بسیار مورد آزمایش قرار گرفته است. نتایج نشان می­دهد خواص ضدمیکروبی طبیعی برای رانشگری و پوشش ­دهی مناسب هستند، می­توانند دمای فراورش را تحمل کنند و کاهش CFU (واحد تشکیل­دهنده کلونی) قابل توجهی نشان می­دهند. سوالی که باید به آن پاسخ داده شود، پیدا کردن انطباق درست مواد غذایی و مواد ضدمیکروبی برای جلوگیری از تغییرات حسی (organoleptic) در مواد غذایی است.

در تحقیقی، اسید گالیک، اکسیژن­ربای (oxygen scavenger) طبیعی و پایه گیاهی، برای ایجاد محافظت از محصولات غذایی حساس به اکسیژن در بسته­بندی­های مواد غذایی استفاده شده است (شکل ۱). مخلوط اسید گالیک و کربنات سدیم در فیلم بسته ­بندی چندلایه پایه زیستی تولید شده با فرایند سه مرحله­ای آمیزه ­کاری، رانشگری فیلم تخت و چندلایه ­سازی (lamination) استفاده می­شود.

[EasyDNNGallery|23977|Width|600|Height|600|position||resizecrop|False|lightbox|False|title|False|description|False|redirection|False|LinkText||]


شکل ۱: استفاده از اکسیژن­ربای طبیعی و پایه گیاهی در فیلم­های بسته ­بندی چندلایه


 

 

موسسه Fraunhofer، رنگ­ پذیری سطح فیلم و هم­چنین جذب اکسیژن در رطوبت و دماهای مختلف را بررسی نمود و با جذب اکسیژن پودر، فیلم تک­لایه و فیلم چندلایه مقایسه کرد.

رنگ این فیلم­ها در ابتدا قرمز مایل به قهوه­ای بود، اما با جذب اکسیژن در شرایط مرطوب به رنگ سیاه مایل به سبز تغییر کرد. حداکثر ظرفیت جذب در دمای ۲۱ درجه سانتی­گراد و رطوبت نسبی ۱۰۰ درصد، ۴۴۷ میلی گرم اکسیژن در هر گرم اسید گالیک به دست آمد.

در مقایسه با پودر اسید گالیک خالص، افزودن اسید گالیک به بستر بسپار باعث کاهش آهنگ جذب اکسیژن می­شود، زیرا بسپار به عنوان سدگری در برابر نفوذ اکسیژن و بخار آب عمل می­کند. این موسسه اظهار داشت که دما تاثیر قابل توجهی بر آهنگ جذب اولیه در فیلم­های چندلایه با انرژی فعال­سازی kJ/mol ۷۵/۴ دارد، در حالی که رطوبت نسبی بیشتر، آهنگ جذب اکسیژن را به­طور قابل توجهی افزایش می­دهد. کاربردهای احتمالی شامل بسته­ بندی محصولات غذایی حاوی مقادیر زیاد آب است.

 

(ادامه دارد…) 

متن کامل این مقاله را در شماره ۱۸۵ام  ماهنامه بسپار که در بهمن ماه منتشر شده است بخوانید. 

در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکارخانم ارشاد .تماس بگیرید. امکان اشتراک آنلاین بر روی صفحه اصلی همین سایت وجود دارد.


نمایش بیشتر

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا