کاربرد فناوری نانو در صنعت بسته بندی مواد غذایی
مقدمه
با ورود نانو تکنولوژی در حوزه بسته بندی مواد غذایی انقلاب بزرگی در این بخش به وجود آمد.ورود این فرآیند جدید منجر به عرضه محصول ارزان تر با کارایی بالاتر و نیز اتلاف وقت،انرژی و مواد کمتر گردید.
از دیدگاه دیگر،چشم اندازهای مالی فناوری نانو،صنایع بسته بندی را پر رونق نشان می دهد،چنان که سهم بازار این صنعت در حال حاضر حدود 1/1 میلیارد دلار است و پیش بینی می شود تا سال 2010،به 7/3 میلیارد دلار برسد.
امروزه فیلم هایی بر پایه مواد نفتی به صورت صنعتی جهت بسته بندی مواد غذایی مورد استفاده قرار می گیرند.مزایای مهم آنها پایداری بالا،وزن و قیمت پایین ،همچنین فرآوری آسان می باشد؛اما بسیاری از پلیمرهای سنتزی قابلیت تجزیه پذیری زیستی را ندارند؛از این رو مصرف بیش از اندازه بسته بندی های پلاستیکی و در نهایت باقی ماندن آن در محیط ،نگرانی های جهانی را در پی خواهد داشت چنانچه یافتن جایگزین مطلوب و دارا بودن ویژگی تجزیه پذیری در اهم فعالیت ها قرار می گیرد.
ویژگی های پلیمرهای تجزیه پذیر
فیلم ها تجزیه پذیر به آسانی و توسط فعالیت آنزیمی ارگانیسم های زنده نظیر باکتری،قارچ و مخمر به دی اکسید کربن،آب و بیومس تحت شرایط هوازی و هیدروکربن ،متان و بیومس تحت شرایط بی هوازی تجزیه می شوند.
پلیمرهای تجزیه پذیر را براساس منبع تولیدی به چند دسته تقسیم می کنند:
- پلیمرهایی که مستقیماً از بیومس استخراج می شوند نظیر پلی ساکارید،پروتئین،پلی پپتید و پلی نو کلئوتید
- پلیمرها تولید شده از سنتز شیمیایی مونومرهای تجدید شونده یا مخلوط بیومس و فرآورده های نفتی پلی لاکتیک اسید یا بیوپلی استر
- پلیمرهای تولیدی توسط ارگانیسم ها یا باکترهای ترا ریخته نظیرپلی هیدروکسی بوتیرات،سلولز باکتریایی،گزانتان،کوردیان و پولان.
متاسفانه ،تاکنون استفاده و عرضه فیلم های تجذیه پذیر در بسته بندی غذایی به دلیل نواقصی نظیراستحکام ضعیف و ساختار سست حاصل از پیوندهای میان پلیمرهای طبیعی با محدودیت هایی روبروست؛همچنین هزینه بالای تولید،یکی از موانع موجود بر سر جایگزینی این قبیل ترکیبات با پلاستیک ،می باشد.
پیدایش نانو کامپوزیت ها
اخیراً توجه ویژه ای به سیستم های هیبرید ارگانیک و غیر ارگانیک شده است و ماحصل آن ادغام پلیمرهای سنتزی با طبیعی و یا بروز یک سری تغییرات شیمیایی در ساختمان پلیمرهای طبیعی یا هدف افزایش کارآمدی محصول و رفع نواقص مکانیکی انتقال گاز و رطوبت آنها می باشد.
به طور معمول جا دادن زنجیره های پلیمر به داخل مجموعه غیر آلی در جهت تولیدی مواد کامپوزیت توسط دو روش صورت می گیرد:الحاق منومر مناسب در داخل مجموعه و در نهایت انجام پلیمریزاسیون یا الحاق مستقیم زنجیره پلیمر به داخل مجموعه با استفاده از فرایند انحلال ذوب شدن.
بکارگیری کامپوزیت ها به عنوان چالشی بزرگ در زمینه افزایش بکارگیری فیلم های خوراکی تجذیه پذیر به شمار می رود(سینهاری و بوسیمنا 2005)؛این قبیل ترکیبات سبب کاهش پسماندهای بسته بندی،حفظ تازگی ماده غذایی و افزایش دوره ماندگاری آن می شود.
شکل 7-1
پلیمر کامپوزیت آمیخته ای از ساختار پلیمر به همراه افزودنی های آلی و غیر آلی می باشد.
ظهور نسل جدیدی از کامپوزیت ها تحت نام(نانو کامپوزیت)منجر به بهبود برخی ویژگی ها،نظیر افزایش مقاومت در برابر صدمات مکانیکی،حرارتی،نفوذ حلال و گازها ، کاهش وزن بسته،افزایش شفافیت و زمان ماندگری در مقایشه با انواع تجاری در سطح میکرو می گردد.
شامل 19 صفحه word
دانلود مقاله کاربرد فناوری نانو در صنعت بسته بندی مواد غذایی