نعرض لكم نحن المهندس منسي مقالة بعنوان فاعلية الخامات البلاستيكية للمواد الغذائية
معنى كلمة Barrier في القاموس هي الشيء الذي يقوم بحجز أو منع “الفاعل” والذي قد يكون شخصاً أو شيئاً عن القيام بفعل ما على “المفعول به”.
وهناك معنى آخر لها هو مكون طبيعي أو هيكلي يقوم بمنع أو حجب فعل أو حركة عن حدوث شيء.
نوضح لكم نحن المهندس منسي الهدف من استخدام الأفلام البلاستيكية الحاجزة في المنتجات الغذائية:
واحدة من أهم وظائف الأفلام البلاستيكية الحاجزة/ المانعة هو حماية المنتج الغذائي من العوامل البيئية المختلفة تحت الظروف المختلفة وذلك عن طريق:
1- الحفاظ على العناصر المطلوب الحفاظ عليها في المنتج الغذائي مثل النكهة والرائحة والطعم.
2- القابلية لمنع دخول العناصر الغير مرغوب فيها مثل الرطوبة والأكسجين والغازات الضارة والمذيبات والأحماض والأشعة الفوق بنفسجية بنسب أعلى إلى المنتج الغذائي.
3- منع الهجرة والتفاعل بين العناصر المكونة للمنتج الغذائي المعبأ والعناصر المتكون منها الخامات المغلفة وكذلك المكونات الكيميائية للحبر المطبوع على الخامة البلاستيكية المغلقة للمنتج.
4- لا تستخدم الأفلام البلاستيكية الحاجزة للاستغلال الأمثل في الحفاظ على فترة صلاحية المنتج فقط ولكن أيضاً لتقليل الحاجة إلى استخدام المواد الحافظة.
5- توفير خصائص الشفافية واللماعية وتقديم مستوى طباعي أفضل وحماية المنتج من المكونات الطباعية التي قد تؤدي إلى فساد المنتج نتيجة تفاعل الأحبار ذات القواعد الكيميائية مع المنتج حتى يصل إلى المستهلك النهائي في صورة جيدة ومؤمنة.
6- بدون حماية كافية ضد الغلاف الجوي فإن بعض المنتجات مثل القهوة قد تفقد الزيوت الأساسية فيها ومثل رقائق البطاطس التي قد تفقد القرمشة.
لذلك فإن التغليف الحاجز يعمل دائماً على الحفاظ على المنتج الغذائي طازجاً، وحمايته من التآكل والصدأ، ومد تاريخ صلاحية المنتج والحفاظ على المواد الحافظة الموجودة بالمنتج.
نشرح لكم نحن المهندس منسي وظيفة الحجز التي تعتمد على ثلاث مراحل رئيسية وهي:
1- الإدمصاص Adsorption:
وهو يعني التحلل الجزئي لهجرة العناصر المتكون منها الفيلم البلاستيكي إلى الغاز المتكون داخل العبوة.
2- الانتشار Diffusion:
وفي هذه المرحلة يتم اختراق الفيلم المغلف والنفاذ عبره بواسطة انتشار الغازات مثل الأكسجين على سطحه.
3- الامتزاز Desorption:
وهي عملية تغادر فيها المواد الكيميائية الموجودة في الحبر عبر الخامة المغلفة إلى المنتج الغذائي.
ننقل اضواء نحن المهندس منسي عن العوامل المؤثرة على تحسين خواص الأفلام البلاستيكية الحاجزة:
يمكن نفاذ أنواع مختلفة من الغازات مثل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون والنيتروجين مع بخار الماء والمذيبات العضوية إلى المنتج الغذائي من خلال الخامة البلاستيكية المستخدمة في التغليف.
لذلك يعتمد معدل التخلل/ النفاذ Permeation على العناصر الآتية:
1- نوعية البلاستيك Type of plastic.
2- سمك ونوعية الطبقة السطحية للفيلم Thickness and surface area.
3- طريقة المعالجة Method of processing.
4- التركيز أو الضغط الجزئي للجزيء النافذ Concentration or partial pressure of the permeant molecule.
5- درجة حرارة التخزين storage temperature.
فعندما تكون الخامة المغلفة للمنتج الغذائي ليست على القدر الكافي من الحجز يحدث تفاعل كيميائي وفيزيائي بين المنتج الغذائي والعبوة، وليس هناك خامة واحدة يمكنها أن تحقق كل متطلبات الحماية فلكل خامة مميزات وعيوب لذلك فإن الاندماج بين الخامات يؤدي إلى نتيجة أفضل في الحماية.
تصنيف مستويات الحجز:
يمكن تعريف مستوى الحجز بأنه مدى حجز الخامات المختلفة لتحقيق عدم تسرب أي من الأكسجين أو بخار الماء أو الرطوبة.
وللحجز 3 مستويات:
1- حجز عالي: كالمستخدم في المحمصات والقهوة.
2- حجز متوسط: كالمستخدم في الأغذية المبردة.
3- حجز منخفض: كالمستخدم في الأغذية المجمدة والسكر.
ويمكن معرفة مستوى حجز غاز الأكسجين طبقاً للمواصفة الأمريكية لقياسات الخامات الفنية ASTM D3985، والتي توضح مستوى الحجز من خلال استخدام وحدة سم3/ م2/ 24 ساعة “أي مدى نفاذية الخامة في وقت 24 ساعة وحساب ذلك بالحجم لكل متر مربع”، أما حجز بخار الماء فمن خلال قيم معطاة طبقاً للـ ASTM 1249.
نشرح لكم نحن المهندس منسي قياسات الحجز Barrier measurements:
طبقاً لقانون دالتون للضغط الجزئي للغازات على العبوة، فإن الأكسجين القليل المتبقي داخل العبوة يؤدي إلى معادلة 21% في الهواء الطبيعي.
وهذه هي المعادلة المتبعة:
أو:
حيث تشير P1, P2…., Pn إلى الضغط الجزئي لكل عنصر كما أن نسبة الأوكسجين المرجو الوصول إليها داخل العبوة يجب ألا تزيد عن 2% وبالنسبة للمواد الحساسة فيجب أن تكون 1%.
العوامل المؤثرة على خصائص الحجز لدى الأفلام:
– الحساسية لدرجات الحرارة.
– الحساسية للرطوبة.
– صلابة السلسلة.
– التوجه.
– التبلور.
العوامل التي تؤثر في امتصاص الخامة للضوء:
1- شدة الإضاءة.
2- المدى الطيفي لمصدر الإضاءة.
3- خاصيتي الامتصاص Absorption والانعكاس Reflection.
4- محتوى المكونات المحددة في الامتصاص.
العوامل التي تؤثر على نسبة الأكسجين المتكونة:
1- التكوينات الداخلية للغاز.
2- نسبة حجم الفراغ بين المنتج والخامة المغلفة.
3- مدى نفاذية خامات التغليف للأكسجين.
كما تجب الإشارة إلى بعض المخاطر التي يمكن أن تؤثر على بعض المنتجات الغذائية ومن أهمها الألبان والجبن عند دخول الأكسجين إليها مثل:
1- تغير النكهة وأكسدة المنتج.
2- فقدان في طبيعة مكون المنتج مثل فقدان الفيتامينات A, C and D.
3- فقدان اللون.
العوامل المؤثرة في خصائص الحجز لدى الأفلام البلاستيكية:
1- معدل امتصاص الأكسجين oxygen transmission rate OTR.
2- معدل امتصاص بخار الماء WVTR water Vapor transmission rate.
3- الحساسية لدرجات الحرارة.
أولاً: معدل امتصاص الأكسجين:
يقصد بالـ OTR معدل نفاذ غاز الأكسجين إلى المنتج الغذائي من خلال الخامة البلاستيكية المغلفة في فترة زمنية “يوم واحد” وعلى مساحة محددة من الفيلم.
ويعتبر غاز الأكسجين من العناصر الأساسية في إفساد المواد الغذائية حيث تتسبب الأكسدة في تغير الكثير من خواص المنتجات الغذائية مثل تغير اللون والطعم والرائحة والاستقرار الميكروبي Microbial Stability، ومن هذه المنتجات الشاي والقهوة واللحوم والجبن والشيكولاتة والمقرمشات الخفيفة Gourmet Snacks وجوز الهند وغيرها، لذلك يستخدم التغليف في جو خال من الغازات Modified Atmosphere Packaging “MAP” أو التغليف المفرغ هوائياً من الغازات Vacuum Packaging للحفاظ على المنتج الغذائي.
ويعني الـ MAP Modified atmosphere packaging التغليف في الظروف الجوية المعدلة وقد كان له دوراً كبيراً في الأفلام الحاجزة في سوق المنتجات الغذائية في تبديل “إحلال” الجو الطبيعي في العبوة إلى جو صناعي معدل وذلك لزيادة صلاحية المنتج extending shelf life، وهو يتم عن طريق ثلاث طرق هي:
1- الحقن المباشر بالغازات لتعديل الجو المحيط بالعبوة.
2- إخلاء وتفريغ جو العبوة داخلياً.
3- التفاعل بين محتويات العبوة والهواء مما يتسبب في تعديل جو العبوة بمرور الوقت.
وتؤدي الزيادة في درجة الحرارة إلى زيادة معدل التنفس لدى المنتجات الغذائية مما يتسبب في خلق مستوى منخفض من الأكسجين داخل العبوة مع زيادة تركيز غاز Co2 لذلك يستخدم هذا النوع من الحقائب الأكياس Micro- cap Bags التي تقوم بالحفاظ على المنتجات الغذائية طازجة.
كما أن له تطبيقات عديدة في أحجام مختلفة وفي عمليات التعبئة الأفقية والرأسية وفي عمليات اللحام.
منذ 20 عاماً مضت أو أكثر فإن التغليف المعتمد على الشفط Vacuum Packaging قد حل محل MAP.
وتعد هذه الأفلام هي الأكثر حجزاً لنفاذية غاز الأكسجين:
Foil, metalized PET, or metalized CPP, EVOH, ALOx or SiOx.
والوحدة المستخدم في القياس هي cc/ m2/ 24 h أو cc/ 100 in2/ 24 h في درجة حرارة ثابتة o F 73 أو O C 23 وفي درجة رطوبة Relative Humidity صفر %.
أما الاختبار المسئول عن ذلك فهو ASTM F1307 (02) 2007 أو ASTM D 3985.
مع تحياتنا و تمنياتنا بالتوفيق
شركة المهندس منسي للتغليف الحديث – ام تو باك
القاهرة مصر
ايميل
الموقع الاليكتروني
www.engineer-mansy.biz
موبايل: – 01211116956 – – 01211116958
تليفون ارضي0225880056 فاكس ارضي
وللإتصال من خارج مصر برجاء إضافة 002 كود مصر قبل الرقم