تبلیغات
وبلاگ علمی دانشجویان مهندسی صنایع غذایی شیراز(88) - طراحی فیلم های دوگانه بسته بندی مواد غذایی با استفاده از نانو مواد
 
وبلاگ علمی دانشجویان مهندسی صنایع غذایی شیراز(88)
میزی برای کار،کاری برای تخت،تختی برای خواب ،خوابی برای جان،جانی برای مرگ،مرگی برای یاد،یادی برای سنگ!!!!!!!این بود زندگی!!!؟؟؟
 
 
امروزه فن آوری نانو یك شایعه پوچ نیست, بلكه حقیقتی لازم الاجرا در صنایع غذایی است و هر شركتی كه بخواهد در صنایع غذایی پیشگام باشد, باید كار با فن آوری نانو را سریع شروع كند. شركت های مختلفی دیگری نیز كه فعالیت هایشان در زمینه بهبود روش های ایمنی نگهداری غذاست در توسعه صنعت بسته بندی مواد غذایی پیشگام هستند. از زمانی كه محققان وعده داده اند كه معضل اصلی صنعت مواد غذایی یعنی جلوگیری از فساد مواد غذایی و برقراری امنیت غذایی , با استفاده از فن آوری نانو قابل حل است, این فن آوری بسیار مورد توجه این صنعت قرار گرفته است. تحقیق و توسعه در این صنعت شامل مواردی از قبیل سیستم های توزیع مواد غذایی و روش های بهینه سازی ظاهر مواد غذایی , خواص ویژه حرارتی و مكانیكی نانو مواد را مورد مطالعه قرار دادند تا با استفاده از آنها محافظت بهتری از مواد غذایی در مقابل گزند عوامل خارجی مانند اثرات میكروبیولوژیكی, شیمیایی, گرمایی و مكانیكی صورت گیرد. ظروف جدیدی به وسیله شرکت SharperImage در آمریکا عرضه شده است. این ظروف حاوی نانو ذرات نقره با میانگین قطر حدود 25 نانومتر بوده و به طور ذاتی خاصیت ضدباکتری دارند. این شرکت مدعی است که با استفاده از این ظروف میتواند مواد غذایی را نسبت به حالت معمولی, سه تا چهار برابر تازه تر نگه دارد. این ظروف قادر هستند میوه ها, سبزیجات, دارو ها, نان, پنیر, سوپ, سس و گوشت را در مدت طولانی بدون تغییر رنگ و مزه و خواص غذایی شان نگه داری كنند.

نانو ذرات نقره به طور ذاتی خاصیت ضد باكتری, ضد كپك و ضد قارچ دارد؛ لذا استفاده از این ظروف طلایی رنگ در مقایسه با ظروف معمولی در 24 ساعت اولیه, میزان رشد باكتری ها را تا 98 درصد كاهش میدهد؛ همچنین این طروف دارای پلیمری از جنس پلی پروپیلین است كه نسبت به بو و هوا غیر قابل نفوذ است.

شرکت دیگری به نام Vori از ترکیب ایمپرن نانو کامپوزیت ها, در ساخت بطری های پلاستیکی نوشیدنی ها استفاده کرده است. ایمپرن, نوعی پلاستیک است که با نانوذرات خاک رس آمیخته و پلاستیک هایی را به وجود آورده است که نسبت به شیشه شکنندگی کم تری دارد. لایه نانو ذرات به گونه ای طراحی شده است که از فرار مولکول های دی اکسید کربن از نوشیدنی و نفوذ مولکول های اکسیژن به درون نوشیدنی جلوگیری کرده و در نتیجه باعث حفظ تازگی و افزایش زمان ماندگاری محصول میشود. طی سه سال گذشته, تاثیر عمیق فن آوری نانو در صنایع غذایی و بسته بندی به اثبات رسیده است و اكنون بیش از 300 فرآورده نانو غذایی در بازارهای جهانی موجود است. این موفقیت شگفت انگیز, منجر به سرمایه گذاری های هنگفت بخش تحقیق و توسعه صنایع در نانو غذاها شده است.



مواد و روش ها

بسته بندی عبارتست از عملی كه سلامت كالای محتوی خود را از مرحله پس از برداشت و تولید تا مرحله مصرف ( نگهداری و انبارمانی ) حفظ كند و هدف از آن, افزایش زمان ماندگاری و حفظ سلامت موادغذایی در مقابل عوامل فساد درونی, بیرونی و اكسایشی است.

با افزایش تولید مواد غذایی بسته بندی شده در كشورهای صنعتی میتوان بسته بندی های غیراستاندارد را مشاهده كرد كه علت اصلی آن افزایش قیمت مواد بسته بندی است. ازطرفی عدم بازیافت مواد بسته بندی مصرف شده نیز از دیگر مشكلات به شمار میرود. در كشور ما به ویژه در چند سال گذشته برای نیل به خودكفایی اقتصادی و گرایش به سمت تولید و صادرات محصولات غیرنفتی, سیاست هایی در جهت حمایت از صنایع كشاورزی و تبدیلی اتخاذ شده است. كشاورزی و صنایع وابسته به آن در ایران میتواند علاوه بر تامین نیاز داخلی, در مسیر صادرات نیز گام های بلندی بردارد.

با توجه به حجم تولیدی محصولات كشاورزی كشور كه حدود 62 میلیون تن و به ارزش هزار و 500 میلیارد دلار در سال خواهد بود, یكی از عوامل مهم در ایجاد ضایعات محصولات كشاورزی محدود بودن امكانات بسته بندی, دستگاههای بسته بندی , افزایش قیمت مواد اولیه بسته بندی و دستگاههای مدرن است كه حدود 5 درصد از كل خسارات بخش كشاورزی را تشكیل میدهد. ركود صنعت بسته بندی در ایران را میتوان ناشی از كمبود و گرانی مواد اولیه بسته بندی, وسایل مورد نیاز و كافی نبودن آگاهی صادر كنندگان در این امر دانست.

اما با ظهور فن آوری نانو در جهان و رویكرد آن در رشته های مختلف, در صنعت جهانی غذا نیز كم و بیش تحولاتی به چشم میخورد. كاربرد اصلی فن آوری نو در صنایع غذایی مربوط به بخش بسته بندی است. استفاده از فن آوری نانو در بسته بندی های پلاستیكی غیر قابل نفوذ در مقابل هوا, میتواند غذا را سالم تر و تازه تر از روش های قبلی محافظت نماید. این مواد پلاستیكی, دارای سیستم طراحی دو گانه ای بوده و با مقدار كمی از نانو ذرات سیلیكاتی غنی شده اند. زمانی كه با یك فیلم نازك كه با چنین شرایطی فراهم شده است, غذا را بسته بندی نمایند, خیلی بهتر میتوانند غذا را حفظ نموده و از كاهش كیفیت موادغذایی جلوگیری كنند؛ همچنین از تركیب شدن بوی یك ماده غذایی با مواد دیگر جلوگیری میشود.

مهم ترین مشكل در طراحی بسته بندی مواد غذایی, حضور اكسیژن است كه چربی مواد غذایی را در گوشت و پنیر فاسد میكند و رنگ آنها را از بین میبرد . طبیعت نانو ذرات به كار رفته در بسته بندی های پلاستیكی به گونه ای است كه مانند روش های قبلی, هوا به مقدار نامحسوسی به داخل ماده غذایی نفوذ میكند. این پلاستیك ها در اصطلاح به Durethan film معروف هستند و طراحی آنها ساده نیست.

برای ایجاد لایه ای یكنواخت از پلی آمید و سیلیكات اطراف ماده غذایی چندین روش وجود دارد. در گذشته طراحان, نانو ذرات دی اكسد تیتانیوم را به درون مایع ویسكوزی كه مثل خمیر و از پلاستیك مذاب بود, تزریق میكردند كه تا به حال روش موفقی نبوده است.


شکل 1

استفاده از نانو ذرات, منجر به ایجاد تركیب یكنواختی از پلیمر میشود و به صورت مخلوطی از سیلیكات ها و پلی آمید با تركیب بیان شده در شكل1, طراحی میگردد. این روش مناسب است, زیرا تركیبی سیال بوده و به سهولت بین فضاهای كوچك ذرات سیلیكات رسوب میكند و منجر به تشكیل تركیب همگنی میشود كه نانو ذرات و پلیمرها جداسازی آن ها را از یكدیگر غیر ممكن میسازد. استفاده از كتوزان, كمك زیادی به انتشار یكنواخت نانو ذرات در بسته بندی مینماید.

روش دیگر طراحی این پلاستیك ها, بدین صورت است كه لایه های سیلیكات, تقریبا به طور كامل شكسته شده و با پلی آمید به صفحات مجزا به طور یكسان تقسیم میشود. زمانی كه پلاستیك به شكل یك لایه در می آید, این ذرات به صورت لایه های موازی درآمده و نفوذ اكسیژن را به حداقل میرساند؛ البته این امر نیازمند محاسبات نانوترمو شیمی و مكانیكی است كه این مقاله از بیان آن صرف نظر كرده است.

به این طریق پلاستیك های طراحی شده با سیستم طراحی دو گانه دارای حداكثر كارایی در افزایش عمر انبارمانی موادغذایی در مقایسه با روش های معمول است.



بحث و نتیجه گیری

علاوه بر این سیستم جدید طراحی, پیشرفت در بسته بندی هوشمند برای افزایش عمر مفید محصولات غذایی, هدف بسیاری از شركت هاست. این سیستم های بسته بندی قادر خواهند بود پارگی ها و سوراخ های كوچك را با توجه به شرایط محیطی ( مانند تغییر دما و رطوبت) ترمیم كرده, مصرف كننده را از فساد ماده غذایی آگاه سازند. فن آوری نانو میتواند در مواردی مانند افزایش مقاومت به نفوذ در پوشش ها, افزایش ویژگی های دیواره ( مكانیكی, حرارتی, شیمیایی, و میكروبی), افزایش مقاومت در برابر گرما, گسترش ضد میكروب های فعال و سطوح ضد قارچ كارساز باشد.

چشم اندازهای مالی فن آوری نانو, صنایع بسته بندی را پررونق نشان میدهد. سهم بازار این صنعت در حال حاضر حدود 1/1 میلیارد دلار است و پیش بینی میشود تا سال 2010 به 3/7 میلیارد دلار آمریكا برسد. با وجود این, صنعت بسته بندی هوشمند از آنچه پیش بینی شده بود جلوتر رفته و نشانه های تكامل آن به خوبی پیداست. تحقیقات شركت Frost and Sullivan نشان داد كه علاقه مشتریان به مواد غذایی سالم و تازه در بسته بندی های مناسب موجب پیشرفت این صنعت شده است.

سازمان های زیادی وجود دارد که در زمینه سیستم های بسته بندی هوشمند فعالیت میکنند. از آن جمله شرکت تولید کننده مواد غذایی Kraft است که با همکاری دانشگاه راتگرز در حال فعالیت روی پروژه زبان الکترونیکی است تا آن را به بسته بندی ها اضافه كند. این نوع بسته بندی شامل رشته ای از نانو حسگرهاست كه نسبت به گازهایی كه از مواد غذایی آزاد و موجب فساد آنها میشوند, به شدت حساس بوده و تغییر رنگ میدهند؛ این تغییر رنگ, علامت واضحی از سلامت یا فساد ماده غذایی محسوب میشود. امید است با پیشرفت فن آوری نانو و تلاش های محققان گرانقدر, در بهبود صنعت غذای كشور گام های اساسی برداشته شود.





نوع مطلب : تخصصی، 
برچسب ها :




درباره وبلاگ


علوم و صنایع غذایى به‏مجموعه‏اى از علوم و فنون اطلاق مى‏شود كه كیفیت فیزیكى، شیمیایى و بیولوژیكى محصولات كشاورزى اعم از گیاهى و دامى را از لحاظ تبدیل و نگهدارى موردتوجه قرار داده و امر جمع‏آورى، عمل‏آورى، تبدیل، تكمیل و نگهدارى و حمل و نقل این محصولات را مورد بررسى قرار مى‏دهد.

مدیر وبلاگ : علی بهزادی
جستجو

آمار
کل بازدید :
بازدید امروز :
بازدید دیروز :
بازدید این ماه :
بازدید ماه قبل :
تعداد نویسندگان :
تعداد کل پست ها :
آخرین بازدید :
آخرین بروز رسانی :

border="0" ALT="Google" align="absmiddle">
Google PageRank Checker