فصلنامه علوم و فنون بسته بندی
پیاپی 12 (زمستان 1391)

نیاز و تقاضای روز افزون به کاغذ و مقوای بسته بندی از نظر کیفیت، بالاترین ارقام تولیدات صنعت کاغذ سازی را به خود اختصاص داده است که موید و نشان دهنده اهمیت صنایع بسته بندی در حفظ و نگه داری کالاست. رقابت زیاد و فروش در بازار، باعث شده است که تولیدکنندگان محصولات مختلف جهت حفظ وضعیت بازار و مشتری، توجهی روز افزون به بسته بندی محصولات خود اعمال نمایند که در نتیجه این کوشش، نیاز به کاغذهای بسته بندی با کیفیت به مراتب بهتر از گذشته، افزایش یافته است. اغلب افزایش مقاومت کششی و سایر ویژگی های مقاومتی کاغذ، به وسیله روش های شیمیایی نسبت به روش های مکانیکی مثل فرایند پالایش بیشتر است که یکی از روش های شیمیایی، استفاده از افزودنی های مقاومت خشک است. و در نتیجه افزودنی های مقاومت خشک به طور عمده برای بهبود مقاومت پیوند بین الیاف کاغذسازی و ویژگی های مقاومتی کاغذ به کار می روند.

کاغذ و محصولات کاغذی به عنوان یکی از کالاهای مصرفی جایگاه مهمی در زندگی انسان ها دارند. عملا همه مطالب را روی کاغذ می نویسیم و چاپ می کنیم. مقدار زیادی کاغذ در صنایع بسته بندی و کارهای ساختمانی به کار می بریم. از طرفی این فراورده به تنهایی و بدون تیمار با مواد مختلف، استحکام لازم و قابلیت نفوذپذیری به هوا، رطوبت و غیره را به طور مناسبی ندارد. در عین حال تولیدکنندگان کاغذ با چالش هایی چون ماندگاری و زیست-تخریب پذیری مواد افزودنی در ازای بهبود خواص مقاومتی و ممانعتی مواجه هستند. در کنار این مباحث، مسئله استفاده از فناوری ها و پیشرفت های علمی جدید به منظور بهینه سازی وضعیت تولید در صنایع و کارخانجات مختلف نیز بخش مهمی از تحقیقات را به خود اختصاص داده است. یکی از جدیدترین پیشرفت های علمی سال های اخیر، مبحث نانوفناوری است. سلولز که از اعضای خانواده پلی ساکاریدهاست، بیوپلیمری زیست تخریب پذیر، زیست تجدیدپذیر و فراوان ترین بیوپلیمر موجود در طبیعت است که حاوی دستجات رشته مانندی با قطر 3 تا 30 نانومتر می باشد(9). نانو الیاف سلولز دارای خصوصیات جالبی همچون تجدیدپذیری، قیمت پایین، سطح ویژه بالا(در حد کولار) و غیره می باشند، لذا در سال-های اخیر تمایل به استفاده از آن در تولید محصولات مختلفی نظیر کاغذ، کامپوزیت ها و حتی در صنایع غذایی و بسته بندی، وسایل الکتریکی، قرص های دارویی و غیره افزایش یافته است. هدف از این مطالعه، بررسی تاثیر لیفچه های جدا شده از میکروکریستال سلولز تیمار فراصوتی شده بر ویژگی های مقاومتی کاغذ بسته بندی می باشد.

از جمله موضوعاتی که اخیرا مورد توجه قرار گرفته استفاده از نانوذرات در بسته بندی های مواد غذایی می باشد، زیرا اغلب موادی که برای بسته بندی مواد غذایی به کار می روند، دارای معایبی از قبیل غیر قابل تجزیه بودن در محیط زیست، مقاومت و استحکام پایین و نفوذ-پذیر بودن در مقابل اکسیژن می باشند که استفاده از آن ها را محدود کرده است. استفاده از کامپوزیت های نانو در بسته بندی مواد غذایی منجر به طولانی تر شدن مدت ماندگاری ماده غذایی و همچنین ممانعت از شیوع بیماری های ناشی از مواد غذایی می شود، چرا که فناوری نانو با جا به جا کردن سطح پوشش مواد، می تواند تقریبا از ورود هر میکروارگانسیمی به ماده غذایی جلوگیری کند. استفاده از نانو ذرات نقره در بسته بندی مواد غذایی دارای توان بالای میکروب زدایی می باشد و مدت ماندگاری ماده غذایی را دو تا سه برابر افزایش می دهد. امروزه از ترکیب دی اکسید تیتانیوم و اکسید روی در سطح وسیع به صورت نانو ذره در ساختار بسته-بندی مواد غذایی استفاده می شود. دی اکسید تیتانیوم ماده ای ارزان قیمت با بازده بالا می باشد. همچنین دی اکسید تیتانیوم و اکسید روی سبب حفظ حداکثر مواد مغذی، تازگی و کاهش بار میکروبی در ماده غذایی بسته بندی شده می گردند.

اندازه گیری بار ذرات خمیر و کنترل آن از موضوعات مهم و مورد علاقه کاغذسازان می باشد. افزایش توجه به اندازه گیری بار ذرات و تغییرات آن در نتیجه تحول به وجود آمده در فناوری کاغذسازی بوده است. با توجه به افزایش مصرف مواد پرکننده، الیاف بازیافتی و خمیرهای مکانیکی با راندمان بالا در ماشین-های کاغذ، حضور مواد مزاحم با بار آنیونی نیز در سامانه افزایش می یابد که تاثیر منفی بر ویژگی های خمیر و کاغذ خواهد گذاشت. در این مقاله سعی بر این است، با توجه به ضرورت اندازه گیری بار ذرات خمیر کاغذ، روش های مختلف اندازه گیری بار ذرات خمیر کاغذ نیز معرفی گردد و از آنجایی که زباله های آنیونی تعادل یونی سامانه را از بین می برند و مشکلات جدی را در سامانه ایجاد می کنند، نتایج مربوط به استفاده از پلی دادمک به عنوان خنثی کننده زباله های آنیونی برای کاهش اثرات مضر این زباله ها ارائه می شود.

استفاده از فیلم های خوراکی در بسته بندی مواد غذایی، مستلزم آن است که فیلم ها خواص کاربردی(خواص مکانیکی، بازدارندگی در برابر گازها، رطوبت و حرارتی) مطلوبی داشته باشند. در تولید فیلم های خوراکی عمدتا از پروتئین ها و پلی ساکارید ها، به دلیل توانایی آن ها در ایجاد شبکه پیوسته پلیمری استفاده می شود. ماهیت آبدوستی(هیدروفیل) فیلم های تولید شده از پروتئین ها و پلی ساکاریدها باعث می شود که این قبیل فیلم ها نه تنها خاصیت بازدارندگی ضعیفی در برابر رطوبت داشته باشند بلکه به دلیل جذب آب و افزایش تحرک زنجیرهای پلیمری، نفوذپذیری نسبت به اکسیژن و دی اکسید کربن را نیز افزایش دهند. جهت غلبه بر این مشکل، در فیلم ها می-توان از روش هایی مثل: استفاده از فیلم های مرکب و نانوکامپوزیت ها، بهینه سازی شرایط تولید فیلم ها و اصلاح ساختار بیوپلیمرها استفاده کرد.

کیسه های قابل اتوکلاو ظروفی انعطاف پذیرو دارای قابلیت اتوکلاو شدن و ساختاری لایه لایه هستند و مشابه قوطی های کنسرو، حرارت-دهی می شوند. ساختار کیسه های قابل اتوکلاو شدن که امروزه استفاده می شوند از سه ماده ساخته شده است که شامل لایه خارجی 12 میکرومتری پلی استر به منظور ایجاد مقاومت حرارتی بالا، استحکام و قابلیت چاپ؛ لایه میانی از فویل آلومینیوم با ضخامت 18-9 میکرومتر که به عنوان سدی در برابر نفوذ گاز، نور و رطوبت عمل کرده و لایه درونی پلی-پروپیلن با ضخامت 76 میکرومتر در تماس با غذا است که این سه لایه روی هم قرار گرفته و با حرارت دهی در آون به هم متصل می شوند. لایه های تشکیل دهنده این ظروف، خواص مناسبی جهت افزایش ماندگاری، درب بندی کامل، استحکام، مقاومت به پارگی و پایداری در برابر فرآیندهای حرارتی فراهم می آورند. امروزه هر فرآورده بسته-بندی شده در قوطی ها و شیشه ها، می توانند در ظروف انعطاف پذیربسته بندی شوند. بعد از توسعه قوطی های فلزی، کیسه های قابل اتوکلاو، از مهم-ترین پیشرفت ها در بسته بندی مواد غذایی به شمار می آیند.

سرخ کردن عمیق در روغن یک روش بسیار گسترده برای آماده سازی غذاهای خوش طعم با ظاهر جذاب می باشد. غذاهای سرخ شده دارای مقادیر چربی بالایی هستند که در برخی از حالت ها تا 1/3 وزن کل محصول را شامل می شوند. پوشش دهی غذا یک راه حل مناسب برای کاهش جذب روغن در خلال سیب زمینی می باشد. در این تحقیق، پوشش دهی با مواد هیدروکلوئیدی مختلف بر میزان جذب و خواص کیفی خلال های سیب زمینی بررسی شد. نتایج نشان داد که پوشش دهی با مواد هیدروکلوئیدی باعث محافظت از دست رفتن رطوبت خلال ها در حین سرخ کردن شده و با توجه به نقش رطوبت، در نمونه های پوشش دهی شده در مقایسه با نمونه شاهد میزان جذب روغن کمتری مشاهده شد. از میان صمغ های مورد مطالعه صمغ کربوکسی متیل سلولز مقدار1 درصد کاهش چربی بیشتری را نشان داد. بیشترین میزان کاهش افت رطوبت در حین سرخ کردن در صمغ ثعلب به میزان 1/5 درصد و کمترین میزان کاهش افت رطوبت در صمغ های آگار به مقدار 0/5 درصد و ثعلب 1 درصد مشاهده شد. میزان رطوبت در نمونه هایی که با صمغ ثعلب در غلظت های 1 و 1/5 درصد پوشش داده شده اند در مقایسه با نمونه های شاهد به ترتیب کمترین و بیشترین افت را در برداشتند که در نتیجه این امر، میزان جذب روغن نیز کاهش یافت.

بسته بندی مواد غذایی ایمنی مواد غذایی را فراهم می کند و همچنین نگه داری و حمل ونقل آن ها را راحت کرده است؛ اما مهاجرت مواد بسته-بندی به درون مواد غذایی و خطرساز بودن آن برای سلامتی مصرف کننده باعث شده است که تحقیقات گسترده ای در زمینه نحوه انتقال این مواد انجام شود. در این طرح راجع به ویژگی نرم کننده های موجود در مواد بسته بندی و مهاجرت آن ها از پلاستیک ها به مواد غذایی بحث می شود و با استفاده از آزمون های مهاجرت، تاثیر فرآیندهای اعمال شده روی بسته ها، و همین طور بر همکنش بین بسته بندی و مواد غذایی که در نهایت منجر به تغییرات فیزیکی و شیمیایی مواد بسته بندی گردیده و مهاجرت را تشدید می کنند، بخش دیگری از بررسی های این طرح خواهند بود.