بسته‌بندی کنترل کننده مواد غذایی با استفاده از نانو ذرات

نفوذ اکسیژن مسأله سازترین عامل در فساد محتویات بسته‌بندی است زیرا این عنصر باعث فساد چربی مواد غذایی و همچنین تغییر رنگ‌ آنها می‌شود. ایجاد پلاستیک‌های جدید با استفاده از نانوذرات جهت بسته‌بندی مواد غذایی این صنعت را متحول ساخته است.
در پلاستیک‌های جدید نانوذرات به صورت زیگزاگ قرار گرفته‌اند و مانند سدی از عبور اکسیژن ممانعت می‌کنند. لذا با استفاده از نانوذرات، می‌توان فیلم‌های آنتی باکتریال، مقاوم و سبک، با نفوذپذیری بخار آب، اکسیژن، باکتری، میکروب و همچنین قابل بازیافت و مقاوم در برابر دما ساخت.
شرکت تایوانی Nanopolymer compisities crop روی مواد کامپوزیتی رس - نایلون با خواص نفوذناپذیری جهت استفاده در بسته‌بندی‌های غذایی و کاربردهای خودرو متمرکز است.
ظروف جدید تولید شده در شرکت sharper image در آمریکا، دارای نانوذرات نقره‌ای با خاصیت ضد باکتری است. به ادعای این شرکت ظروف تولیدی آنها مواد غذایی را 3 تا 4 برابر تازه‌تر نسبت به حالت معمولی نگه می‌دارد. این ظروف قادر هستند میوه‌ها، سبزیجات،‌داروها، نان، پنیر، سوپ، سس و گوشت را در طولانی‌ مدت بدون تغییر رنگ، مزه و خواص غذایی‌شان نگهداری کنند.
شرکت voridran از ترکیبات impern نانو کامپوزیت‌ها در ساخت بطری‌های پلاستیکی نوشیدنی‌ها استفاده کرده است. impern نوعی پلاستیک است که با نانوذرات خاک رس آمیخته و پلاستیک‌هایی به سختی شیشه ولی محکم تر را به وجود آورده است، که نسبت به شیشه شکنندگی کمتری دارند. لایه نانو ذرات به گونه‌ای طراحی شده که فرار مولکول‌های دی‌اکسید کربن از نوشیدنی و نفوذ مولکول‌های اکسیژن به درون آن جلوگیری کرده، در نتیجه باعث حفظ تازگی و افزایش زمان ماندگاری محصول می‌شود.
یکی دیگر از شرکت‌های فعال در این زمینه Nanocor است. این شرکت آمریکایی مهمترین تولید کننده نانوکامپوزیت‌های پلاستیکی است. این پلاستیک‌ها ویژگی‌های خاصی از جمله ایجادمانع بهتر برای جریان اکسیژن و دی‌اکسید کربن دارد، که منجر به افزایش زمان نگهداری محصولات نانوکامپوزیت پلاستیک مقاوم می‌شود. همچنین این پلاستیک ها از پخش بو جلوگیری کرده، مانع جذب طعم یا ویتامین‌های موجود در غذا به وسیله بسته‌بندی می‌شوند. به طور کلی طراحی مولکولی این پلاستیک‌ها به گونه‌ای است که مقاومتت محصولات در برابر آتش و ثبات ساختار آنها را در برابر حرارت بهبود می‌بخشد. به عنوان مثال این مواد در سبد‌هایی برای جوشاندن مواد غذایی و بسته‌بندی‌هایی برای استفاده در مایکروویو کاربرد دارد. نانو کامپوزیت‌های پلاستیکی در بسته‌بندی‌های جدید مواد غذایی نیز قابل استفاده هستند.
شرکت آلمانی Bayer polymer کیسه پلاستیکی با نام Durethan KU2-2601 تولید کرده است که از محصولات موجود در بازار سبک‌تر و محکم‌تر است، همچنین مقاومت بیشتری در برابر گرما از خود نشان می‌دهد. هدف اولیه از تولید پلاستیک‌های بسته‌بندی مواد غذایی، جلوگیری از خشک شدن محتویات آنها و محافظت در مقابل رطوبت و اکسیژن است. پوشش جدید غنی از نانوذرات سیلیکات است. این نانوذرات تا حد زیادی از نفوذ اکسیژن، گازهای دیگر و رطوبت جلوگیری می‌کنند و فساد مواد غذایی را به تعویق می‌اندازند.
شرکت Tetra pak محصول تجاری به بازار عرضه کرده است به نام Glaskin که در آن پوشش‌های اکسیدسیلیس با ظرفیت های مختلف با ضخامت 40 تا 60 نانومتر به عنوان ممانعت‌کننده‌های نانویی در بطری‌های pet نوشیدنی استفاده می‌کند.
شرکت sidel از لایه‌های ممانعت کننده داخلی برای بطری‌های pet تولیدی خود استفاده می‌نماید. ضخامت این لایه‌های ممانعت کننده 20 تا 200 نانومتر است و برای این کار از گاز استیلن استفاده می‌کند.
شرکت ژاپنی صنایع mitsubishi chemical نانوذرات رسی تحت نام imprem N تولید می‌کند. بطری‌های pet فیلم‌ها و ظروف شکل‌دهی حرارتی شده از دیگر محصولات این شرکت هستند که در آنها از نانوذرات رس استفاده می‌شود.
شرکت آمریکایی Alcoa CSI از لاینرهای ممانعت کننده نانویی برای تولید درب بطری استفاده می‌کند.
شرکت ژاپنی Kuraray فیلم‌های pet با پوشش نانوکامپوزیت های پلیمری تولید می‌کند. این فیلم‌ها شامل لایه ممانعت کننده با ضخامت یک میکرون با قابلیت استریلیزه شدن است، شفافیت و قابلیت چاپ بسیار بالایی داشته و قابل استفاده در مایکروویو است. از دیگر محصولات این شرکت ژاپنی می‌توان به نانوفیلم‌های نایلونی پوشش داده با نانوکامپوزیت‌ها اشاره کرد.
شرکت آمریکایی Honeywell از بطری‌های 6 لایه Nanoclay برای بسته‌بندی عسل سود می‌برد و آن را با نام Agies به بازار عرضه می‌کنند.
شرکت آمریکایی Triron system در حیطه‌های نظامی با دولت‌های مختلف و NASA همکاری دارد. این شرکت با تولید بسته‌بندی‌های چند لایه از nanolay برای افزایش ماندگاری محصول استفاده می‌کند.

*بسته‌بندی هوشمند مواد غذایی با استفاده از نانو ذرات

پیشرفت در بسته‌بندی هوشمند برای افزایش عمر مفید محصولات غذایی هدف بسیاری از شرکت‌ها است. این سیستم‌های بسته‌بندی قادر خواهند بود پارگی‌ها و سوراخ‌های کوچک را با توجه به شرایط محیطی (مانند تغییرات دما و رطوبت) ترمیم و مصرف کننده را از فساد مواد غذایی آگاه سازند. فناوری نانو می‌تواند در مواردی مانند افزایش مقاومت به نفوذ در پوشش‌ها، افزایش ویژگی‌های دیواره (مکانیکی، حرارتی، شیمیایی، میکروبی) افزایش مقاومت در برابر گرما، گسترش ضد میکروب‌های فعال و سطوح ضد قارچ کارساز باشد.
از نانوحسگرهایی که به رهایش مواد شیمیایی ناشی از فساد غذاها حساس هستند می‌توان در بسته‌بندی هوشمند استفاده کرد، تا به محض شروع خراب شدن غذا، رنگ بسته‌بندی تغییر کرده به مشتری هشدار داده شود. این سیستم به مراتب دقیق‌تر و مطمئن‌تر از فروش با تاریخ مصرف است.
شرکت AgroMicron افشانه تشخیص دهنده نانوبیولومینسانس را ساخته که شامل پروتئین لومینسانت است. در این طرح افشانه سطح میکروب‌هایی ماننده Salminella و E.coli را پوشانده،‌و از خود نوری ساطع می‌کند و به این روش فساد مواد غذایی تشخیص داده می‌شود. این شرکت محصول خود را با نام BioMark وارد بازار کرده است. در حال حاضر این شرکت در حال ساخت افشانه‌هایی با روش‌های جدید است تا بتواند از آنها در حمل و نقل دریایی استفاده کند.
شرکت Kraft foods فیلم‌های بسته‌بندی را با نانوذرات تولید می‌کند که سنسورهای هوشمندی موسوم به زبان الکترونیکی در آنها تعبیه شده که می‌توانند میزان بسیار کم پاتوژن‌ها را تشخیص داده و تغییر رنگی را در بسته‌بندی ایجاد نمایند تا مصرف کنندگان را از فساد مواد غذایی داخل بسته آگاه کنند.

*بسته‌بندی فعال مواد غذایی با استفاده از نانو ذرات

بسته‌بندی‌های فعال حاوی موادی با عملکردی خاص، شبیه به بسته‌بندی‌هایی هستند که از ورود اکسیژن و فساد غذا جلوگیری می‌کنند و فناوری به کار رفته در آنها از بسته‌بندی هوشمند یک گام جلوتر است. در این بسته‌بندی‌ها مهم‌ترین نگرانی در مورد جذب و مصرف اکسیژن است. به علاوه خاصیت ضد میکروبی نیز برای این نوع بسته‌بندی بسیار مهم است که محصولات نانو به خوبی به این نیاز پاسخ می‌دهند.
این بسته‌بندی‌هایی را طوری طراحی کرده‌اند که به محض شروع فساد در ماده غذایی داخل بسته، از خود، ماده نگهدارنده آزاد می‌کنند. این نوع بسته‌بندی توسط یک سوییچ زیستی، که به روش نانوفناوری ساخته شده فعال می‌شود.
شرکت ژاپنی Kodak که در تولید فیلم‌های دوربین شناخته شده است، از فناوری نانو جهت تولید بسته‌بندی‌های آنتی میکروبیال غذا استفاده می‌کند.
شرکت استرالیایی CSIROسیستم‌های بسته‌بندی فعال را برای مصارف مواد غذایی مانند سبزیجات و میوه‌ها تولید کرده است. انواع فیلم‌های بسته‌بندی‌های فعال این شرکت با مشخصه‌های متفاوتی از جمله مهار اکسیژن، تولید دی‌اکسید کربن، حذف بخار آب، حذف اتیلن و انتشار اتانول تولید می‌شوند که عوامل فساد موادغذایی را در بسته‌بندی کنترل می‌کنند.

*استفاده از فناوری نانو جهت بازیافت مواد ضایعات محصولات کشاورزی

فناوری نانو با استفاده از فرایندهای طبیعی زیستی، شیمیایی و فیزیکی در بازیافت مواد باقیمانده از محصولات کشاورزی و تبدیل آنها به انرژی و یا مواد شیمیایی صنعتی نیز نقش دارد.
به طور مثال از زمان برداشت پنبه تا تولید پارچه بیش از 25 درصد الیاف به ضایعات تبدیل می‌شوند که می‌توان با استفاده از فناوری نانو از آنها استفاده کرد.
در دانشگاه Cornell در آمریکا با استفاده از روشی تحت عنوان "ریسندگی الکتریکی " از ضایعات پنبه محصولاتی مانند کلاف‌های پنبه و نخ البته با کیفیت پایین‌تر تولید می‌کنند. دانشمندان علوم پلیمر از این روش برای تولید نانوفیبرها از سلولز که 90 درصد الیاف پنبه را تشکیل می‌دهد استفاده کرده‌اند و الیافی کمتر از 100 نانومتر تولید کرده‌اند که 1000 بار کوچکتر از الیاف فعلی است. یکی از کاربردهایی که برای این الیاف ریز سلولزی بیان شده جذب آفت‌کش‌ها و کودهای شیمیایی از محیط برای جلوگیری از ورود آنها به اکوسیستم و رها کردن مجدد این مواد در محیط در مواقع مورد نیاز است.

بسته‌بندی کنترل کننده مواد غذایی با استفاده از نانو ذرات

مطالب مشابه :

معرفی رشته مهندسی علوم و صنایع غذایی

تحول صنايع غذايي با نانو

به کارگیری 5S :

بسته‌بندی کنترل کننده مواد غذایی با استفاده از نانو ذرات

گزارش تصویری از شهر زیر زمینی زرتشتیان

سمینار بیماری های دیابت در دامهای کوچک

انواع خشک کن ها

جدیدترین غذاها و نوشیدنی های غیر معمول