Download
1 / 52
E N D
مقدمه • انتخاب صحیح مواد و روش مناسب بسته بندی باعث حفظ کیفیت محصول می شود . امروزه بخش بزرگی از مواد استفاده شده در صنعت بسته بندی از سوختهای فسیلی به دست می آیند که غیر قابل تجزیه در طبیعت هستند و یک مشکل زیست محیطی ایجاد می کنند . محققان پی بردند که ترکیبات نانو ، می توانند برای بسته بندی استفاده شوند زیرا قابلیت تجزیه شدن در طبیعت را دارند.
NANO: کلمه یونانی به معنی کوچک است که یک میلیاردم یک کمیت را نشان می دهد . NANO THECHNOLOGY: مطالعه ذرات در مقیاس اتمی برای کنترل آنها است .پیامدهای این علم ، ساخت مواد بسیار سبک و محکم و کاهش مصرف سوختهای فسیلی می باشد.
کاربردهای نانو تکنولوژی در بسته بندی • مواد اولیه بسته بندی که منشاء طبیعی دارند بعضی مشکلات مربوط به ضایعات بسته بندی را کاهش دادند اما به علت خاصیت ضعیف مکا نیکی، تا کنون استفاده از آنها در صنعت بسته بندی محدود شده است . • نانو ذرات غیرآلی بعنوان مواد افزودنی برای بهبود عمل پلیمرها شناخته شده اند. • استفاده از نانو رشته های فیلر باعث پیشرفت در ترکیبات پلیمری شده است. پراکندگی یکنواخت این ذرات در پلیمر باعث اتصالات بزرگ فوق العاده بین مواد تشکیل دهنده میشود و حرکت پذیری مولکولی را تغییر می دهد .
نانو فیلر ها • نانو تیوبها • نانو رشته های اکسید فلزات • نانو رسها
دو مرحله پراکندگی رسها در پلیمرها • Intercalation • Exfoliation • پلیمرازسیون میتواند با گرما یا اشعه اغاز شود.
BIODEGRADEBLE NANO POLYMER چرا حرکت به سوی استفاده از بسته بندیهای تجزیه پذیر زیستی باید صورت گیرد ؟ • 8% از نفت خام تبدیل به پلاستیک می شود . • بیش از 50% از بسته بندیها پلاستیک است . • قیمت نفت از دهه 1990 به 500% افزایش یافته است .
پلاستیک های قابل تجزیه زیستی : ترکیبات پلیمری اند که حداقل یک مرحله از فرایند های تجزیه را در حضور ارگانیزم های رایج طبیعی انجام می دهند و بقایای غیر سمی برای محیط زیست دارند. • بسته بندی های قابل تجزیه زیستی سخت در سیستم کمپوست خانگی تجزیه نمیشوند و نیاز به شرایط خاص دارند . • ذرات نانو با افزایش خاصیت نفوذ پذیری ابی این بسته بندی ها باعث سرعت بخشیدن پروسه کمپوست انها می شوند.
انواع پلیمرهای قابل تجزیه زیستی • پلیمرهایی که مستقیما از مواد زیستی استخراج شده اند مانند : پلی ساکارید و پلی پپتید • پلیمرهایی که از مونومرهای زیستی تشکیل شده اند و یا مخلوط مواد زیستی و مواد نفتی خام اند ولی به طور شیمیایی سنتز شده اند مانند :اسید پلی لاکتیک و بیو پلی استر • پلیمرهایی که به وسیله میکرو ارگانیزم ها یا باکتری های اصلاح شده ژنتیکی تولید شده اند مانند : پلی هیدروکسی بوتیرات Xanthan , Curdian , Pullan ,
معایب این پلیمرها • غیر شکنندگی • مقاومت کم به گرما • نفوذ پذیری زیاد به بخار و گاز • مقاومت کم مکانیکی • هزینه زیاد • کاربرد نانو ذرات در این پلیمرها ویژگی های آنها را بهبود بخشید و نیز هزینه ها را کاهش داد.
نانوترکیبات تجزیه پذیر مناسب برای کاربرد در بسته بندیها : • نشاسته و مواد اشتقاق گرفته از ان • اسید پلی لاکتیک ( (PLA • پلی بیو تیلن سوکسینت (PBC) • پلی هیدروکسی بوتیرات (PHB) • پلی استر الیفاتیک (PCL)
STARCH • امکان استفاده از نشاسته برای بسته بندی کالاها وجود دارد (Kin – Pometto 1994) • نشا سته در دسترس و قابل تولید بو سیله بعضی گیا هان است . • کا ملا قابل تجزیه در طبیعت است. • گلیسرول و ترکیبات پلی هیدرو کسی با وزن ملکولی کم بعنوان ماده منعطف کننده برای نشاسته استفاده مشود. • فیلم های نانو ترکیبات نشاسته – رس با پراکنده کردن ذرات نانو رس مونت موریلینت از طریق تکنیک های ذوب کردن پلیمر تولید شده اند.(Avella etal 2005) • رس به عنوان فیلر باعث بهبود خواص نشاسته های ترموپلاستیک می شود. Chen-Evan 2005 , Agnelli-Decarvalho-Curvelo 2001))
PLA • مو نومر آن اسید لاکتیک • به راحتی از تخمیر کربوهیدرات مو جود در منابع غذا یی تولید میشود. • ویژگیهای این پلیمربه نسبت بین دو فرم(D-L)مو نومرهای آن دارد.
PHB • به علت تجزیه پذیری زیستی و سازگاری این پلی استر زیستی به راحتی کاربردهای صنعتی پیدا می کند. (Buismanvan ,Eggink, WSHUIS 2000) • نفوذ پذیری خیلی کم به بخار اب دارد. • شبیه پلی اتیلن با دانسیته کم است.
PLA ,PHB برای کاربرد دربسته بندیها در تولید فیلمهای نازک پیشنهاد شده اند. • این پلیمرها با بعضی غذاها سازگارند مانند محصولات لبنی و گوشت و... • از معایب این پلیمرها این است که عملکرد کم وهزینه بالا دارند. • استفاده از نانو فیلر ها برای بهبود این پلیمرها گزارش شده است.(Chen,Gainnelis_Bandy,Padhyay 1999) • نانو ترکیبات رس –PLAبهبود در ویژگیهای حرارتی ومکانیکی دارند. • نانو ترکیبات رس-PHBکاهش در ویژگیهای حرراتی و مکانیکی دارند.
PCL • پلی استر خطی • مونومر ان کاپرو لاکتن • درجه با لای کریستال شدن دارد. • به علت در دسترس بودن وچون در هنگام شکسته شدن زنجیره های بزرگی را تشکیل می دهد این پلیمر بعنوان یک ماده در بخش داروی یو کشاورزی کار برد دارد. (Nakayama,etal 1997) • به علت اینکه نقطه ذوب پایین دارد باید با پلیمرهای دیگر مخلوط شود.(Ishaku,Pang,Lee 2002)
ASMART PACK • هدف از این نوع بسته بندی افزایش دوره ماندگاری محصول است. • به شرایط محیطی عکس العمل نشان می دهند. (تغییرات دما- رطوبت) • مصرف کننده را از آلودگی غذا مطلع می کند.
نانو حسگرهای زیستی • از تلفیق ابزارهای شیمیایی وفیزیکی و زیستی هستند. • این حسگرها شامل ترکیبات زیستی مانند یک سلول- آنزیم و آنتی بادی اند که به یک مبدل انرژی متصل شده وقادرند که تغییرات ایجاد شده در ملکو لهای اطراف خود را گزراش دهند. • به وسیله نانو تکنو لوژی سوپر سنسورهایی تو لید شده که قادرند وجود پاتوژنها را فورا اطلاع دهند.
ANTI MICROB PACK • این نوع بسته بندیها به علت توانایی آنها درفراهم کردن مواد غذایی با کیفیت و سالم برای محققین جذاب هستند. • دلیل منطقی استفاده از بسته بندی ضد میکروبی این است که مانع از رشد میکرو بها درمحیطی که آلودگی وفساد اتفاق می افتد می شوند.(Jone etal 2005 , Cha-Chinnan 2004 ) • باعث کاهش استفاده از مواد ضد میکروبی که معمولا به ماده غذایی اضافه می کنند می شود.(Yam-Schaich 2005) • نانو ذرات Mgo,Zno خاصیت ضد میکروبی دارند.(محققین دانشگاه Leed)
EDIBLE PACK • لایه های نازک وممتد از مواد خوراکی هستند که بعنوان پوشش استفاده می شوند. • مستقیما روی محصول مورد نظر قرار می گیرند. • بصورت فرم مایع ومحلول یا ترکیبات ذوب شده با استفاده ازیک برس یااسپری کردن و یا همراه با مواد ضد عفونی کننده سیال به کار می گیرند. • پوششهای خوراکی نباید روی خواص حسی مواد غذایی اثر بگذارند. • فیلم ها و پوششهای خوراکی عاملی اند برای افزودن مواد ضد میکروبی.
انواع فیلمهای خوراکی : پلی ساکاریدهای محلول در آب و لیپید ها • پلی ساکاریدهای محلول : سلو لز، آلژینات، پکتین، نشاسته،chitosan. • لپیدهای مناسب :واکسها-اسیدهای چرب،الکیل گلیسرول . • اثرات مفید نانو فیلرهای غیر آلی به این پوششها: حفظ بهتر طعم و بافت و رنگ محصول، بازار پسندی محصول افزایش یافته وضایعات کاهش می یابد .
نقش پلی ساکاریدها • فراهم کردن سفتی و تازگی محصول • موثردرکیفیت محصول • مانع فشرده شدن محصول میشوند. • قابلیت تشکیل ژل و چسبندگی و ویسکوزیته دارند. • اضافه کردن رس مونت مو ریلینت به پکتین باعث کاهش نفوذ اکسیژن میشود.(Mangicapra 2005 ) • نانو ترکیبات و لایه های chitosanافزایش محسوس در استحکام نشان دادند.(Dard, Colilla 2003) • نانو ترکیبا ت ژلاتین و رس مونت موریلینت بهبود قابل توجه ای در صفات فیزیکی داشتند.(Yao, Zheng, Li , Ma 2002)
نقش لپیدها • خاصیت حفظ رطوبت دارند. • برای افزایش جلا استفاده می شوند. • برای میوه ها وسبزیجات به منظور کاهش تنفس و کاهش از دست دهی رطوبت استفاده میشوند. • ترکیب مونو گلیسرید اکتیلات برای افزایش نرمی پوشش به فرمو لاسیون واکسها اضافه می کنند. • تر کیبات اسیدهای چرب خاصیت شکنندگی دارند و نیاز ه قالب حمایتی دارند. • ذرات نانو به منظور بهبود خواص فیزیکی به ترکیبات لیپیدی اضافه می کنند.
WAXES AND PLASTIC FILM IN RELATION TO THE SHELF LIFE OF YEELLOW PASSION FRUITS • مدت ماندگاری میوه های YEELLOW PASSION • برای مصرف تازه خوری کوتاه است . • کاهش کیفیت میوه وچروکیدگی انها به علت فعالیت تنفسی و کاهش اب میوه ها است.(Castro 1994, Lownds etal 1993,) • فیلمهای پلاستیکی و واکسها دوره پس از برداشت محصول را افزایش میدهند. • معمولا فر مو لاسیون پوششها یا از مواد نفتی است یا از مواد گیاهی.
به علت کاهش غلظت اکسیژن یا افزایش دی اکسید کربن درون پوشش میزان تنفس میوه کاهش یافته ومیزان مصرف مواد غذایی میوه هم کاهش می یابد وهمچنین تو لید اتیلن هم کاهش یافته.(Kader 1995, Lazan 1993) • کاربرد فیلم های پلی اتیلنی وپارافین ذوب شده در افزایش شلف لایف میوه گل ساعتی مو فقیت آمیز بود.(Gama etal 1991)
MATERIAL AND METHOD • زمان برداشت : 80% تا 100% پوست میوه ها زرد شد. • میوه ها با محلول 1% هیپو کلرید سدیم و بنومیل با غلظت 5/0 گرم در لیتر ضد عفو نی شدند. • تیمارها: شاهد(اب خالص)- انواع واکسها (Fruit Wax- Sunny sid citrus-Spar citrus WAX)- فیلم ترمو پلاستیک Polyolefin . • دمای اتاق 20-25 ورطوبت نسبی 70 %-85% • اندازه گیری ها از روز اول آزمایش هر سه روز به مدت 21روز انجام شد.
موارد اندازه گیری شده : وزن ماده تازه گوشت و پوست میوه، درصد کاهش ماده تازه میوه- شاخص چروکیدگی میوه- شیوع پوسیدگی میوه- نسبت گوشت به پوست میوه – میزان اب نسبی در پوست میوه – غلظت کلی مواد جامد محلول TSS- کل اسیدهای قابل تیتر- نسبت کل مواد جامد محلول به کل اسید های قابل تیتر- میزان اسید اسکور بیک در آب میوه.
با افزایش روزهای انبار داری تفاوت قابل ملاحظه ای بین تیمار FPT و بقیه تیمار ها مشاهده شد. • چون نفوذ پذیری فیلمها به بخار اب کمتر از واکسها است در نتیجه محیط درون فیلم اشباع از رطوبت است ودرنتیجه کاهش تعرق میوه . • FPT موثرترین تیمار در کاهش درصد کاهش مواد تازه میوه وشاخص چرو کیدگی بود. • فشار اسمزی میوه افزایش داشته که به علت جریان یافتن اب از پوست میوه به گوشت ان بوده است.
در کل نمودارها در مرحله ابتدایی افزایش نشان داده شده و مرحله میانی کاهش ودر مرحله پایانی تمایل به ثابت شدن نشان می دهند. • افزایش مواد تازه میوه به علت جریان یافتن اب از پوست میوه به گوشت ان است که در همان دوره مواد تازه در پوست کاهش یافته.(Enamorado 1995 نتایج مشابه به دست آورد) • از روز 9 به بعدهم پوست وهم گوشت میوه شروع به از دست دادن آب کرده چون نسبت گوشت به پوست ثابت شده بود وافزایش در کم شدن مواد تازه میوه مشاهده شد.
Conclusion • بسته بندی با PFTموثرترین تیمار برای افزایش شلف لایف میوه های گل ساعتی بود ومیزان کاهش مواد تازه وچروکیدگی را کاهش داد. • در میان واکسها Fruit Wax بهترین تیمار برای حفظ صفات آلی میوه ها بود.
