350 likes | 636 Views
Νανοσύνθετα πολυμερικά υλικά για συσκευασία τροφίμων. Αποστολίδου Δήμητρα Υπ. Καθηγητής: Πίσσης Π. Περιεχόμενα:. Σημασία συσκευασίας τροφίμων Λειτουργίες της συσκευασίας Πολυμερή στις συσκευασίες Διαπερατότητα και Διάχυση Τεχνικές μέτρησης διαπερατότητας Βιοδιασπώμενα πολυμερή
E N D
Νανοσύνθετα πολυμερικά υλικά για συσκευασία τροφίμων Αποστολίδου Δήμητρα Υπ. Καθηγητής: Πίσσης Π.
Περιεχόμενα: • Σημασία συσκευασίας τροφίμων • Λειτουργίες της συσκευασίας • Πολυμερή στις συσκευασίες • Διαπερατότητα και Διάχυση • Τεχνικές μέτρησης διαπερατότητας • Βιοδιασπώμενα πολυμερή • Νανοϋλικά και συσκευασίες
Λειτουργίες της συσκευασίας: • Διατηρεί προϊόντα καθαρά • Προμηθεύει φραγμό απέναντι σε μολυντές (βρωμιά, νερό και υδρατμούς νερού, οξείδωση, φως), τρωκτικά και έντομα • Άνεση στη χρήση, μεταφορά, διανομή και εμπόρευση (σχήμα, βάρος) • Προμηθεύει αναγνώριση ταυτότητας και οδηγίες ορθής χρήση προϊόντος • Να ελκύει πωλήσεις
Πολυμερή σε συσκευασίες τροφίμων: • Πολυαιθυλένιο (PE) • Πολυπροπυλένιο (PP) • Αιθυλική-βινυλική αλκοόλη (EVA) • Πολυστυρένια (PS) • Πολυβινυλοχλωρίδιο (PVC) • Yαλοϊονομερή (Ι) • Πολυτερεφθαλικός πολυεστέρας (PET) • Πολυβινυλική οξικών (PVAc) • Πολυκαρβονικά (PC) • Πολυαμίδια (PA) • Πολυβινυλική αλκοόλη (PVOH) • Χλωρίδια πολυβινυλιδένιου (PVDC) • Άλλα
Διαπερατότητα(permeability) και Διάχυση(diffusion): όπου Δ: συντελεστής διαπερατότητας
Διεργασία της διαπερατότητας κάτω απόσταθερές συνθήκεςνόμος του Fick όπου D:συντελεστής διάχυσης του αερίου
Διαχεόμενο αέριο διαλύεται στο πολυμερικό υμένιονόμος του Henry όπου S:διαλυτότητα του αερίου στο πολυμερές Από τα παραπάνω προκύπτει:
Συμπεράσματα: (κυρίως σε άμορφες περιοχές) Ατμοσφαιρικά αέρια Οργανικά αέρια
Επιπτώσεις περιβαλλοντικών παραγόντων σε τρόφιμα καιιδιότητες συσκευασίας:
Τεχνικές μέτρησης διαπερατότητας αερίων: • Μέθοδος υψηλής / χαμηλής πίεσης • Ισοστατιτκή μέθοδος (σταθερή πίεση,μέτρηση αλλαγής της συγκέντρωσης) • Mέθοδος αλλαγής όγκου (υπόσταθερή πίεση) • Μέθοδος με φιλμ-αισθητήρα
Τεχνικές μέτρησης διαπερατότητας: • Με χρήση προσροφητή υγρασίας (ξηραντικό: silica gel, CaCl2, κ.ά.) • Με χρήση αισθητήρα υγρασίας • Με αλλαγή χρώματος
Βιοδιασπώμενα πολυμερή: • Άμυλο (π.χ καλαμπόκι) ή παράγωγα του με συνθετικά πλαστικά • Πολυκαπρολακτόνη (PCL) • Πολυβινιλική αλκοόλη (PVOH) • Αλειφατικοί αρωματικοί πολυεστέρες (AAC) • Πολυγαλακτικό οξύ(PLA)
Διάσπαση: • Βιοδιασπώμενα (biodegradable) • Κομποστοποιήσιμα (compostable) • Φωτο-βιοδιασπώμενα (photobiodegradable) διαλύτης • Βιοδιαβρώσιμα φυσικοί παράγοντες • Υδρο-βιοδιασπώμενα (hydrobiodegradable) υδρόλυση (νερό) και μετατροπή σε , νερό και βιομάζα Αρνητικό:Παραγωγή μεθανίου φαινόμενο του θερμοκηπίου • Φωτο-διασπώμενα (photodegradable) υπεριώδης ακτινοβολία Αρνητικό:Δεν διασπώνται απουσία φωτός
Νανοϋλικά και συσκευασίες: • Εξαιρετικές ιδιότητες (μικρότερη διαπερατότητα σε υγρασία και αέρια) μικρότερο πάχος μικρότερο κόστος μικρότερη κατανάλωση πρώτων υλών και ενέργειας
Πρόσθετες χημικές ουσίες • Πληρωτικά υλικά (Fillers) μηχανικές ιδιότητες (εφελκυσμός, αντίσταση σε τριβή, ανθεκτικότητα) και μείωση κόστους (αιθάλη, διοξείδιο του πυριτίου, ξύλο,γυαλί, τάλκ, ασβέστη κ.α.) • Πλαστικοποιητές (Plasticizers)ευκαμψία, ολκιμότητα,ανθεκτικότητα πλαστικών. πχ φθαλικά παράγωγα (PAEs) • Λιπαντικά (Lubricants) μορφοποίηση (σχηματοποίηση) των πλαστικών με χύτευση, έγχυση ή άλλες τεχνικές π.χ. Στεατικό νάτριο • Σταθεροποιητές (Stabilizers) Προστασία από ατμοσφαιρική οξείδωση και UV ακτινοβολία • Χρωστικές ουσίες ( Colorants) Προσδίδουν το επιθυμητό χρώμα π.χ. βαφές ή πιγμέντα (pigments) • Επιβραδυντικά καύσης (Flame retardants) Παρεμποδίζουν την καύση ή και ανάφλεξη των πλαστικών
Φυλλόμορφα εγκλείσματα: • Ασυμβατότητα πολυμερή (μήτρα) με εγκλείσματα
Φυλλόμορφοι πηλοί: • Φύλλα πάχους ~1nm • Διάκενα(galleries) καντιόντα (αντιστάθμιση • φορτίου στη κρυσταλλική δομή του φυλλόμορφου πηλού) • Οργανικά υδρόφιλα μη αναμείξιμα • Ανόργανα λιπόφιλα αναμείξιμα
Βιβλιογραφία: • Γιώτη Ε., (2009), Βιοδιασπώμενα πολυμερή: Εφαρμογές και Θερμομηχανικέςιδιότητες • Πίσσης Π., Οργανικά υλικά: Μέρος 2ο • Δρ. Πραβάκης Κ. , Πλαστικά σε επαφή με τρόφιμα(http://www.elke.teicrete.gr/LinkClick.aspx?fileticket=0_pfVNOgiE0%3D&tabid=1034) • StoffersN. H., (2004) Certified reference materials for food packaging specific migration tests: development, validation and modelling. Wageningen University, The Netherlands
Βιβλιογραφία: • http://www.youtube.com/watch?v=liipcq-7QGA • http://www.chemeng.ntua.gr/courses/emt/files/Ch%206%20packaging%202007.pdf • http://www.processindustryinformer.com/Process-Industry-Packaging/FOOD-PACKAGING-LEAKS-Packaging-Permeability-Testing • http://www.matter.org.uk/matscicdrom/manual/df.html • http://practicalaction.org/docs/technical_information_service/packaging_materials.pdf • http://www.agroamalthia.gr/index.php?option=com_content&task=view&id=48 • http://www.econews.gr/2006/08/30/solution-to-pollution-by-plastic/ • http://www.pac.gr/News&articles/2011/nano.html