ساختارهای بسته‌بندی های انعطاف‌پذیر مورد استفاده در تیمارهای فشار بالا

Abstract

این مقاله به بررسی اثرات احتمالی اعمال همزمان فشار (P) و دما (T) بر روی فیلم‌های پلی­مری مورد استفاده در بسته‌بندی مواد غذایی در هنگام فرآیند پاستوریزاسیون و استریلیزاسیون فشار بالا می‌پردازد. مدل‌سازی نظری و داده­ لایه لایه شدن فیلم‌های چند لایه، تغییر فاز از حالت لاستیکی به حالت شیشه‌ای ناشی از اعمال فشار و پلاستیسیته ناشی از جذب ترکیبات با وزن مولکولی کم شده است. های آزمایشگاهی در این مقاله مورد بحث قرار گرفته­اند. در واقع، اثرات برگشت­پذیر و برگشت ناپذیری که در فیلم­های تک لایه و چندلایه ممکن است رخ دهند، مورد بررسی قرار گرفته و ارتباط آن­ها با تغییرات ساختاری و خواص مورفولوژیک مواد پلی­مری تحت شرایط دما/ فشار مختلف در موارد کاربردی خاص مورد ارزیابی قرار گرفته است. در پاسخ به شرایط فشاری و یا دمایی، ممکن است در بخش­های آمورف و بلوری فیلم پلی­مری، تغییرات ساختاری رخ دهد که به نوبه خود منجر به ایجاد اثرات محسوسی در خواص مواد بسته‌بندی می­شود. توجّهی خاص به مسائلی نظیر تغییرات غیر قابل برگشت در خواص کاربردی (نفوذناپذیری نسبت به گازها و بخار آب، پدیده جذب و پدیده مهاجرت)، خواص مکانیکی ماده بسته­بندی (مرتبط با اصلاح درجه تبلور)، پدیده زمانمندی در فاز آمورف، فرآوری فشار بالا(HPP) یک روش نگه­داری مواد غذایی است که باعث حفظ ویژگی‌های طبیعی حسی و تغذیه­ای مواد غذایی با حداقل افت کیفی آن‌ می­شود. در واقع، فرآیند غذاهای بسته‌بندی‌شده با این روش علاوه بر اینکه سبب حفظ بهتر بافت و ویژگی‌های تغذیه­ای ماده غذایی می­شود، زمان ماندگاری آن­ها را افزایش می­دهد. از دیدگاه صنعتی، انتخاب مواد پلی­مری و ساختار مناسب برای بسته‌بندی هنگامی که فشار و دمای بالا به صورت همزمان برای فرآیندهای استریلیزاسیون فشار بالا بکار گرفته می‌شوند، بسیار مهم است. در ارتباط با کاربردهای صنعتی این فرآیند، پیش­بینی اثرات احتمالی تیمار بر روی ساختار و مورفولوژی مواد بسته­بندی، موضوع مهمی است که به نوبه خود می‌تواند اثرات مربوط به خواص مکانیکی و خواص کاربردی (مانند نفوذناپذیری نسبت به گازها و بخار آب) و زیبایی شناسی(وضوح کافی مواد غذایی برای بیننده) را تحت تأثیر قرار بدهد. در واقع، اصلاح میزان تبلور، تغییرات دانسیته بخش­های آمورف و پدیده‌های هیدرولیز احتمالی ممکن است مانع از استفاده مواد بسته‌بندی برای کاربرد در فشار بالا گردد. علاوه بر این، فیلم‌های قابل‌انعطاف چند لایه ممکن است در برخی از موارد، پدیده لایه لایه شدن را نشان دهند که در نهایت منجر به تغییرات غیر­قابل قبول در ساختار ماده بسته‌بندی می‌شود.