اصول بسته بندی مواد غذایی: بسته بندی (packaging) یکی از موارد مهم در فرآوری و توزیع محصولات غذایی است. وظیفه اصلی این فرایند نگهداری از محصولات می باشد در حالیکه می تواند نقش های دیگری نیز داشته باشد که توسط تولید کننده مشخص می شود. در حقیقت packaging معیوب می تواند تمام آنچه را یک تولید کننده مواد غذایی با استفاده از دقیق ترین روش ها انجام داده است، خنثی کند. این فرایند باید توانایی محافظت از محصولات را در برابر انواع حملات فیزیکی ، شیمیایی و آلودگی های بیولوژیکی از جمله میکروارگانیسم ها، حشرات و جوندگان را داشته باشد.
عوامل محیطی مانند اکسیژن و بخار آب نیز در صورت ورود آزادانه می توانند باعث فساد غذا شوند. آلودگی غذا با میکروارگانیسم ها علاوه بر فساد آن می تواند موجب به وجود آمدن خطرات جانی نیز شود.
اهداف
علاوه بر موارد ذکر شده packaging باید به مصرف کنندگان در مصرف ماده غذایی نیز کمک کند. به عنوان مثال راحت قفل شدن پس از مصرف جزئی یکی از نمونه هایی است که مصرف را راحتتر می کند. بسته بندی همچنین می تواند با هدف دسته بندی و گروه بندی یک محصول در تعداد یا مقادیر زیاد مورد استفاده قرار گیرد . در برخی موارد ممکن است میزان غذای موجود در یک بسته برای یک بار مصرف تعبیه شده باشد (مانند کنسرو ها) ، و یا مانند جعبه های 6 تایی نوشابه برای چند بار مصرف در نظر گرفته شده باشد.
اصول بسته بندی مواد غذایی همچنین باید قادر به برقراری ارتباط و آموزش باشد، زیرا محصول را به مصرف کننده معرفی می کند. این بسته وظیفه دارد علاوه بر متقاعد کردن مصرف کنندگان برای خرید یک محصول، آنها را در مورد چگونگی استفاده از محصول ، محتویات یا مقدار محصول موجود، مواد تشکیل دهنده ، محتوای تغذیه ای و سایر اطلاعات مربوطه آگاه سازد.
اقتصادی بودن استفاده از یک پکیج در فرآیند تولید نیز از موارد مهم دیگر است. خواصی همانند پرشدن ، بسته شدن و قیمت پایین از عواملی هستند که در قیمت نهایی یک packaging تاثیر گذارند. در برخی مواد قیمت packaging از قیمت خود ماده غذایی بیشتر است از همین رو یافتن مواد و روش های اقتصادی امری مهم به حساب می آید.
ملزومات بسته بندی مواد غذایی
برخی از ملزومات مهم بسته بندیهای غذایی عبارتند از : غیر سمی بودن ، محافظت در برابر آلودگی میکروارگانیسم ها، ممانعت از خروج رطوبت یا افزایش و ورود اکسیژن، محافظت در برابر بو و سموم محیطی، به عنوان سدی در برابر اشعه فرابنفش عمل کند، شفاف باشد، در برابر ضربه مقاوم باشد ، به راحتی دفع شود ، بتوان اندازه، شکل و وزن مورد نظر را با آن ساخت، ظاهر مناسبی داشته و قابلیت چاپ بر روی آن وجود داشته باشد، ارزان باشد ، با مواد غذایی سازگار باشد و … .
محصولات غذایی باید در برابر میکروارگانیسم ها و همچنین گرد و غبار نیز محافظت شوند. در بسیاری از موراد نیز نیاز است که بسته در برابر حملات حشرات و جوندگان مقاوم باشد ، گرچه که فقط قوطی های شیشه ای و فلزی ضد حشرات و ضد جوندگان هستند.
آب و اکسیژن
تمامی پلیمرهایی که به صورت عمومی در صنعت packaging مواد غذایی مورد استفاده قرار می گیرند ، به آب و اکسیژن اجازه ورود به داخل بسته را می دهند . با این حال میزان مقاومت پلیمرها در برابر این نفوذ متفاوت است و بستگی به ساختار شیمیایی و فیزیکی پلیمر دارد . برخی از آنها به راحتی اجازه عبور را به گاز ها می دهند در حالیکه برخی دیگر مقاومت بالایی را از خود نشان می دهند.
محافظت در برابر رطوبت امری دو سویه است ، در غذاهای خشک باید از نفوذ رطوبت جلوگیری شود و در غذاهای مرطوب یا نمدار باید از خروج رطوبت جلوگیری کرد. ممانعت از خرج روغن نیز یکی دیگر از خصوصیاتی است که باید بسیاری از packaging ها دارای آن باشند. نکته مهم این است که بسته های مقاوم در برابر نفوذ رطوبت لزوما در برابر نفوذ روغن مقاوم نیستند و بلعکس.
مقاومت در برابر گاز و بو نیز امری دو جانبه است ، برخی بوها باید قابلیت خروج از packaging را داشته باشند و برخی نیز باید محفوظ بمانند. در اکثر موراد باید از وارد شدن اکسیژن ممانعت کرد اما در برخی مواد گازهایی مانند کربن دی اکسید تولید می کنند که باید خارج شوند.
نور
شفافیت و محافظت در برابر نور دو امر متناقض یکدیگر هستند. بسته بندی شفاف به دلیل اینکه به مصرف کنندگان امکان دیدن محصول را می دهد، مطلوب است و از سوی دیگر اکثر غذاها نسبت به نور حساس هستند. انتخاب ظرف باید عمر احتمالی مفید محصول و میزان آسیب وارده از طریق نور در این مدت زمان را در نظر بگیرد .
یکی از موارد دیگری که امروزه بسیار به آن توجه می شود ، عدم امکان ناخنک زدن است. به این معنی که packaging باید کاملا مهر و موم شده باشد و امکان استفاده از آن بدون باز کردن بسته وجود نداشته باشد . این امر برای جلوگیری از ورود مواد بیماریضا و حتی سموم توسط افراد الزامی است.
قابلیت هایی همانند آسان باز شدن و نحوه پخش که در محصولات گرانوله ، مایع و حتی جامد مهم است نیز باید در نظر گرفته شوند.
انواع ظروف
اصول بسته بندی مواد غذایی را می توان به سه دسته تقسیم کرد:
دسته اول به صورت مستقیم با غذا در تماس هستند و باید غیر سمی بوده ، با غذا سازگار باشند و نباید باعث ایجاد تغییر در بو ، مزه و سایر واکنش های شیمیایی شوند.
گروه دوم یا جعبه بیرونی ، packaging بیرونی است که چندین قوطی ، کوزه یا کیسه را در کنار هم نگه داشته و یا جدا می کند اما مستقیما با غذا تماس پیدا نمی کند. ظروف ثانویه قسمت مهمی از بسته بندی مواد غذایی هستند.
دسته سوم موادی هستند که چندین ظروف ثانویه را در کنار هم نگه میدارند تا بتوان جابه جایی و حمل و نقل راحتتری داشت معمولا از لیفتراک یا کامیون یا وسایل مشابه برای جابه جایی این دسته استفاده می شود.
مواد مورد استفاده در بسته بندی مواد غذایی
نسبتا ترکیبات محدودی در این packaging استفاده می شوند : فلز ، شیشه ، کاغذ و کارتن، پلاستیک ها و مقادیر اندکی از چوب و الیاف کتان .
با این حال در هر یک از این دسته ها انواع مختلفی از مواد دسته بندی یا ترکیب مواد موجود است. در مورد فیلم پلی پروپیلن به تنهایی ، ده ها نوع و فیلم و ورقه وجود دارد که از نظر نفوذ پذیری رطوبت ، نفوذپذیری گاز، انعطاف پذیری ، کشش ، استحکام و … متفاوت هستند. اغلب یک محصول غذایی جدید نیاز به بسته ویژه خود را دارد. حفاظت بهینه، ملاحظات اقتصادی و نیازهای کالا، به سرعت با تغییر در ترکیب محصول، وزن و فرم و عملکرد تغییر می کند.
مواد و اصول بسته بندی مواد غذایی را می توان در گستره وسیعی از شکل ها و فرم ها دید که عبارتند از : قوطی و دارم سفت و سخت، فویل های آلومینیومی انعطاف پذیر، کوزه های شیشه ای و بطری، قوطی و بطری پلاستیکی سفت و نیمه مستحکم، پلاستیک های انعطاف پذیر ساخته شده از فیلم های مختلفی که برای کیسه و packaging استفاده می شود ، کاغذ ، مقوا ، محصولات چوبی که به عنوان جعبه و کیسه استفاده می شوند و لمینیت ها یا بسته های چندلایه که در آن کاغذ، پلاستیک و فویل با یکدیگر ترکیب شده اند تا خواص غیرقابل دستیابی را بااستفاده از گروه دیگری بدست بیاورند.
فلزات
دو دسته اصلی از فلزات آلیاژی که در packaging مواد غذایی استفاده می شوند عبارتند از فولاد و آلومینیوم.
فولاد
فولاد درجه اول برای تهیه قوطی های محکم و سخت استفاده می شود در حالی که آلومینیوم برای قوطی و روکش های منعطف استفاده می شود. تا چند سال پیش تقریبا تمام قوطی های فولادی به وسیله لایه ای قلع آبکاری می شدند به همین دلیل به آنها قوطی های قلعی گفته می شد. دلیل این امر مقاومت قلع در برابر خوردگی ای است که توسط مواد غذایی بر روی فولاد می تواند اتفاق بیفتد. قلع کاملا در برابر خوردگی مقاوم نیست، اما سرعت واکنش آن با مواد غذایی کمتر از فولاد است.
به دلیل هزینه بالایی که قلع دارد ، قلع با دیگر آلیاژهای فولادی مقاوم در برابر خوردگی ، آلیاژهای فولادی با سایر پوشش های فلزی نازک تر و پوشش های پلیمری داخلی جایگزین شده است. به عنوان مثال فولاد پایه توسط کروم و به دنبال اکسید کروم پوشانده می شود که از قلع بسیار نازکتر بوده و همان مقاومت را در برابر خوردگی دارد. لایه اکسید کروم نیز با یک پوشش آلی پوشانده می شود که با مواد غذایی سازگار است.
استحکام صفحه فولادی نیز یکی دیگر از موارد مهم است به خصوص در قوطی های بزرگتر که باید در برابر فشارهای وارده مقاومت کنند. استحکام قوطی با توجه به خلوص فولاد ، ضخامت صفحه، اندازه و هندسه قوطی و برخی از مشخصات ساختاری دیگر تعیین می شود.
آلومینیوم
آلومینیوم سبک است ، در برابر خوردگی اتمسفری مقاوم است و میتوان به راحتی آن را به شکل و فرم دلخواه در آورد. با این حال آلومینیوم استحکام ساختاری کمتری در مقایسه با فولاد در ضخامت یکسان دارد. قوطی های آلومینیومی انتخاب مناسبی برای نوشیدنی هایی هستند که دارای فشار داخلی هستند: مانند نوشابه .
انواع متداول قوطی های نوشیدنی دارای یک حلقه متصل به درب هستند که برای تسهیل در باز شدن در از آن بهره برده می شود. این در پوش ها نه تنها در بطری های آلومینیومی بلکه در بطری های فولادی نیز استفاده می شوند زیرا نیروی بسیار کمتری در مقایسه با فولاد برای باز کردن آنها لازم است . نکته مهم در هنگام استفاده بر روی قوطی های فولادی جلوگیری از تماس آلومینیوم و فولاد با یکدیگر است ، تمای این دو فلز می تواند اعث ایجاد واکنش هایی شود که برای غذا مضر باشند. آلومینیوم در بسایر از کاربری ها با ضخامت بسیار نازک مورد استفاده قرار می گیرد که مانع بسیار خوبی در برابر اکسیژن و بخار آب است اما بسیار شکننده است. استحکام را می توان با رول کردن با موادی مانند کاغذ و یا فیلمهای پلاستیکی افزایش داد.
مشکلات
اصلی ترین مشکل در زمینه استفاده از این فلز مقدار الکتریسیته بالایی است که برای ایزولاسیون آن از سنگ معدن حاوی آلومینیوم لازم است . به همین دلیل بازیافت آن امری مهم به شمار می رود.
همانگونه که در بالا به آن اشاره شد ، هم سطح داخلی و هم سطح خارجی قوطی های فلزی با پوشش های آلی ضد خوردگی پوشش داده می شود. برخی از این پوشش های مجاز در جدول زیر نشان داده شده اند.
وظیفه این پوشش ها تنها محافظت از فلز در برابر خوردگی نیست ، بلکه غذا را آلودگی توسط فلزات نیز محافظت می کنند. آلودگی فلزات می تواند باعث ایجاد تغییراتی در بو ومزه غذا شود.
شیشه
در اصول بسته بندی مواد غذایی ، شیشه از نظر شیمیایی خنثی بوده و یک محافظ کامل در برابر اکسیژن و بخار آب است. محدودیت اصلی شیشه حساسیت آن به شکستگی است که ممکن است ناشی از فشار داخلی ، ضربه یا شوک حرارتی باشد ، همچنین وزن بالای آن باعث افزایش هزینه حمل و نقل می گردد.
کاغذ ، مقوا و کارتن
تفاوت های اصلی بین کاغذ ، مقوا و کارتن ضخامت و نوع کاربری آنهاست. کاغذها نازک و انعطاف پذیر هستند و برای ساخت کیسه ها استفاده می شوند. مقدا ضخیم تر است و برای ساخت کارتن های یک لایه استفاده می شود، کارتن (fiberboard) نیز از ترکیب لایه های کاغذهای قوی درست می شوند و برای دسته بندی نوع دوم برای حمل و نقل استفاده می شوند.
بیشتر محصولات کاغذی برای بهبود خاصیت محافظتی ، به صورت لمینیت شده و یا با پوشش و روکش استفاده می شوند. کاغذهای حاصل از خمیر چوب و زباله های کاغذی بازیافتی با استفاده از واکس ها ، رزین ها ، لاک ، پلاستیک ها و یا لمینیت کردن با آلومینیوم بهبود داده می شوند ، خصوصا در مواردی که رطوبت بالایی موجود باشد مانند مواد غذایی.
سایر افزودنی ها برای افزایش انعطاف ، مقاومت در برابر پارگی ، ترکیدگی، رطوبت، گریس و بهبود خواصی مانند آب بندی ، ظاهر ، چاپ پذیری و … افزوده می شوند.
پلاستیک ها
اصطلاح پلاستیک به گروه گسترده ای از مواد اطلاق می شود که از ترکیب مولکولهایی با زنجیره بسیار بزرگ تشکیل شده اند. این مولکول ها از پیوند بخش های کوچکی به نام مونومر ساخته می شوند و می توانند دارای وزن بیش از 100000 باشند. ایده تولید ترکیبات پلاستیکی و پلیمری از ترکیباتی طبیعی مانند نشاسته ، پروتئین و لاستیک طبیعی گرفته شده است.
پلیمرها خواص منحصر به فردی دارند، به عنوان مثال پلیمرهای ترموپلاستیک را می توان با گرما ذوب کرد و به شکل دلخواه در آورد و سپس آن را خنک کرد تا سفت شود.
در میان هزاران ترکیب موجود پلیمری، تنها تعداد محدودی از آنها به صورت تجاری مناسب هستند و از اصول بسته بندی مواد غذایی مناسب برخور دارند و مورد استفاده قرار می گیرند. این ترکیبات عبارتند از : سلولز استات ، پلی آمید (نایلون) ، پلی استرها (PET, Mylar) ، پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی استایرن ، پلی وینیلیدن کلراید (Saran) و پلی وینیل کلراید. در جدول زیر برخی از مشخصات پلیمرها نشان داده شده است که برای انتخاب نوع پلیمر مورد استفاده در packaging مهم است.
لمینیت ها
همانگونه که قبلا نیز اشاره شد ، فیلم های پلیمری اگرچه می توانند محافظ خوبی در برابر میکروارگانیسم ها و گرد و غبار باشند اما در برابر نفوذ آب و اکسیژن مقاومت چندانی ندارند. از سویی سایر مواد ذکر شده برای ساخت بسته بندی ها نیز تنها دسته ای از خواص مورد نیاز را تامین می کنند . مواد منعطف مختلف (کاغذ، فیلم های پلاستیکی و فویل های نازک فلزی) هرکدام در برابر عوامل مختلفی مانند نفوذپذیری آب و اکسیژن، نور ، خوردگی و … رفتار متفاوتی دارند.
لمینیت ها یا ترکیبات چند لایه ای بر همین اساس ساخته می شوند و می توان از بهترین خاصیت هرکدام از مواد گفته شده بهره برد . به عنوان مثال یک لمینیت می تواند دارای لایه های زیر باشد :
کاغذ : استحکام لایه را بالا می برد
پلاستیک : مقاومت در برابر گرما
فویل آلومینیومی : مقاومت بالا (خوردگی ، نفوذ مواد و ….).
لمینیت های تجاری حداکثر دارای هشت لایه مختلف هستند و برای هر محصول به صورت خاص طراحی می شوند. به عنوان مثال packaging یک چای مرغوب می تواند به این صورت باشد : لایه کاغذی خارجی قابل چاپ ، لایه ای از جنس پلی اتیلن برای چسپاندن به لایه بعدی، در وسط لایه از فویل آلومینیومی به عنوان سدی در برابر نفوذ گاز و در نهایت لایه داخلی از جنس پلی اتیلن برای آببندی حرارتی سطوح داخلی. لمینیت ها توسط توسط روش های مختلفی مانند اتصال با چسب مرطوب ، پیوند خشک لایه ها با چسب ترموپلاستیک یا لمینیت داغ ایجاد شوند .
این مقاله راجع به اصول بسته بندی مواد غذایی می باشد. برای خرید و فروش مواد شیمیایی با ما در ارتباط باشید.