پایان نامه ارشد:امکان سنجی تهیه پلیمر فعال حاوی مواد جاذب اکسیژن جهت بسته¬ بندی مواد غذایی

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :مهندسی پلیمر

عنوان : امکان سنجی تهیه پلیمر فعال حاوی مواد جاذب اکسیژن جهت بسته¬ بندی مواد غذایی

دانشگاه اراک

دانشکده فنی و مهندسی

کارشناسی ارشد مهندسی پلیمر

امکان سنجی تهیه پلیمر فعال حاوی مواد جاذب اکسیژن جهت بسته­ بندی مواد غذایی

استاد راهنما

دکتر عبدرالرسول ارومیه ای

دکتر عزت الله جودکی

 

زمستان 1392

 

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده

جاذب های اکسیژن به عنوان یکی از مهمترین و پرکاربردترین نوع بسته بندی های  فعال در بسته بندی موادغذایی می باشند که پاسخ به نیاز مصرف کنندگان با هدف عمر نگهداری بالا و کیفیت کنترل شده توسعه یافته اند که می تواند به طور موثری از حضور و اثرات سوء آن به مواد غذایی جلوگیری کنند. سطح بالای اکسیژن موجود دربرخی از  بسته بندی های موادغذایی می تواند باعث رشد حشرات و میکروب های هوازی، تغییرات نامطلوب عطر، طعم، رنگ و از دست رفتن مواد مغذی گردد. در این تحقیق، فیلمهای حاوی جاذب اکسیژن از مخلوط پلی اتیلن سبک، اتیلن وینیل الکل و اسکوربیک اسید در حضور پلی اتیلن گلایکول با استفاده از سیستم اختلاط داخلی در دمای 160 درجه و دور100 دور بر دقیقه در مدت زمان سه دقیقه و نیم تهیه و خواص آن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصله از بررسی خواص آمیزه های تهیه شده از پلی اتیلن/ اتیل ونیل الکل (LDPE/EVOH) با درصدهای مختلفی از اسکوربیک اسید(جاذب اکسیژن) در حضور پلی اتیلن گلایکول، نشان داد که خواص مکانیکی آمیزه با ترکیب درصد2% اسکوربیک اسید بیشترین ازدیاد طول در نقطه پارگی را در مقایسه با دیگر ترکیب درصدهای جاذب اکسیزن دارا می باشد. علاوه برآن خواص نفوذ پذیری در مقابل اکسیژن برای همین ترکیب درصد(2% اسکوربیک اسید) در مقایسه با سایر ترکیب درصدها کمتر بوده است. بنابراین این ترکیب درصد برای بررسی خواص جذب اکسیژن کل انتخاب گردید. نتیجه حاصل نشان داد که با گذشت مدت زمان 30 روز میزان اکسیژن از 1/21 درصد به 02/17 درصد کاهش یافت.

 

 

فهرست مطالب

صفحهعنوان
1فصل اول: مقدمه و مروری بر تحقیقات گذشته(مرور منابع) ——————————–
21-1- مقدمه ای بر پلاستیک های بسته بندی مواد غذایی————————————–
61-2- بسته بندی فعال در صنعت مواد غذایی————————————————
81-3- جاذب های اکسیژن—————————————————————
13     1-3-1- انواع جاذب های اکسیژن——————————————————
 

14

1-3-2- استفاده از جاذب های اکسیژن در بسته بندی مواد غذایی(یا جاذب های اکسیژن در ماتریس پلیمری)—————– ——————————————————–
171-3-3-جاذب های اکسیژن بر پایه اسید آسکوربیک —————————————
181-4- مروری بر تحقیقات گذشته———————————————————-
23فصل دوم: مواد، روش تحقیق و نتایج—————————————————-
242-1- مواد مورد استفاده—————————————————————–
242-1-1- پلی اتیلن با دانسیته پایین (LDPE)———————————————
252-1-2- اتیلن وینیل الکل(EVOH)—————————————————-
282-1-3- آسکوربیک اسید(Ascorbic Acid)———————————————
292-1-4- پلی اتیلن گلایکول(PEG)—————————————————–
302-2- روش های فرایند و بررسی خواص————————————————-
30         2-2-1- دستگاه های فرایند ، روش تهیه نمونه ها و دستگاه های اندازه گیری و بررسی خواص—
302-2-1-1- مخلوط کن داخلی—————————————————–
312-2-1-2- پرس گرم————————————————————
33

33

 2-2-2- تهیه آمیزه و فرمولاسیون—————————————————-

2-2-2-1-تهیه محلول حاوی جاذب اکسیژن—————————————–

2-2-2-2- تهیه آمیزه پلیمری—————————————————-

342-3- آزمون های انجام شده و نتایج—————————————————
352-3-1-  آزمون خواص مکانیکی- کشش———————————————–
392-3-2- آزمون گذردهی اکسیژن—————————————————–
412-3-3- آزمون انتقال بخار آب——————————————————-
442-3-4- آزمون میزان جذب اکسیژن ————————————————-
47فصل سوم: بحث و نتیجه گیری پیشنهادها———————————————-
483-1- خواص مکانیکی آمیزه ها ———————————————————-
50

51

52

 

53

3-2- گذردهی اکسیژن—————————————————————-

 

3-3- انتقال بخار آب——————————————————————

 

3-4- جذب اکسیژن با دستگاه کروماتوگرافی گازی——————————————

 

 

مراجع——————————————————————————

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جداول

جدول1-1-کاربردهای سیستم بسته بندی فعال——————————————7
جدول1-2- سیستم های جاذب اکسیژن—————————————————-20
جدول2-1- مشخصات پلی اتیلن سبک گرید  LF0200———————————–25
جدول2-2-  مشخصات اتیلن وینیل الکل———————————————-26
جدول2-3-   مشخصات آسکوربیک اسید ———————————————28
جدول2-4-   مشخصات پلی اتیلن گلایکول ——————————————-29
جدول2-5-  فرمولاسیون و کد آمیزه های تهیه شده ————————————34
جدول2-6-  استاندارد آزمون کشش ————————————————-35
جدول2-7-  شرایط مورد استفاده برای آزمون کشش فیلم ——————————-36
جدول2-8- خواص مکانیکی آمیزه‌ها دارای ترکیب درصدهای متفاوت ازLDPE و درصد ثابت  EVOH در حضور ماده جاذب و افزودنی Ascorbic Acid/PEG در مقایسه با نمونه خالص((EVOH/LDPE.38
جدول2-9- نتایج آزمون انتقال عبور اکسیژن برای آمیزه‌ها دارای ترکیب درصدهای متفاوت ازLDPE و درصد ثابت  EVOH در حضور ماده جاذب و افزودنی Ascorbic Acid/PEG در مقایسه با نمونه خالصLDPE.——————————————————————-40

جدول2-10- نفوذ پذیری بخار آب برای آمیزه‌ها دارای ترکیب درصدهای متفاوت ازLDPE و درصد ثابت  EVOH در حضور ماده جاذب و افزودنی Ascorbic Acid/PEG در مقایسه با نمونه خالصLDPE.

——————————————————————————-40

 

جدول2-11- شرایط دستگاه کروماتوگرافی گازی برای اندازه گیری گاز اکسیژن—————45

جدول2-12- اندازه گیری میزان اکسیژن موجود در ظرف آزمون با گذشت مدت زمان تعیین شده(برای آمیزه‌ها دارای ترکیب درصدهای متفاوت ازLDPE و درصد ثابت  EVOH در حضور ماده جاذب و افزودنی Ascorbic Acid/PEG در مقایسه با نمونه خالص((EVOH/LDPE.—————————-46

 

 

 

فهرست تصاویر (اشکال و نمودارها)
عنوانصفحه
شکل1-1- واکنش آسکوربیک اسید با اکسیژن——————————————–

شکل2-1- ویژگی های اتیلن وینیل الکل(EVOH)—————————————-

18

27

شکل2-2- ساختار مولکولی آسکوربیک اسید——————————————–

شکل2-3-شکل محفظه ی دستگاه مخلوط کن داخلی به همراه نمایی از سطح مقطع چرخانه ها—

28

 

31

شکل 2-4- شمایی از دستگاه پرس (Minitest Press)————————–32
شکل2-5- نمایی از دستگاه اندازه گیری ضریب عبور گاز اکسیژن————————40
شکل2-6- ترازو و ظروف آزمون جهت  اندازه گیری میزان انتقال بخار آب———————43
شکل2-7- ظرف آزمون اندازه گیری میزان جذب اکسیژن از فیلم های تهیه شده حاوی جاذب اکسیژن

نمودار2-1- نمودار میله ای تنش در نقطه‌ی شکست برای آمیزه‌ها دارای ترکیب درصدهای متفاوت زLDPE  و درصد ثابت  EVOH در حضور ماده جاذب و افزودنی Ascorbic Acid/PEG در مقایسه با نمونه خالص ((EVOH/LDPE.——————————————————

نمودار2-2- نمودار میله ای درصد ازدیاد طول در نقطه‌ی پارگی برای آمیزه‌ها دارای ترکیب درصدهای متفاوت ازLDPE و درصد ثابت  EVOH در حضور ماده جاذب و افزودنی Ascorbic Acid/PEG در مقایسه با نمونه خالص((EVOH/LDPE.———————————————-

46

 

 

38

 

 

 

39

نمودار2-3- نتایج آزمون انتقال عبور اکسیژن برای آمیزه‌ها دارای ترکیب درصدهای متفاوت ازLDPE ودرصد  ثابت  EVOH در حضور ماده جاذب و افزودنی Ascorbic Acid/PEG در مقایسه با نمونه خالص((LDPE.—————————————————— 

 

41

نمودار2-4- نتایج آزمون انتقال بخارآب برای آمیزه‌ها دارای ترکیب درصدهای متفاوت ازLDPE و درصد ثابت  EVOH در حضور ماده جاذب و افزودنی Ascorbic Acid/PEG در مقایسه با نمونه خالص((LDPE.—————————————————— 

 

44


 

 

 

 

 

 

 

  • مقدمه ای بر پلاستیک های بسته بندی مواد غذایی

هدف از انتخاب بسته­بندی مناسب افزایش مدت ماندگاری محصول و اطمینان از سلامت غذا در برابر میکروارگانیسم­ها و تغییرات زیستی و شیمیایی است، زیرا مهم ترین اهدافی که در بسته بندی محصولات غذایی مدنظر است افزایش زمان ماندگاری محصول یا همانshelf life ، کنترل میزان نفوذپذیری بخار آب، رطوبت و گازهای مختلف درون یا برون محصول بسته­بندی شده و حفظ کیفیت محصول در حین نگهداری و حمل و نقل تا زمان مصرف نهایی می باشد. افزون بر این، بسته­بندی نباید اثر نامطلوبی- مانند انتقال مواد سمی به واسطه واکنش بین بسته­بندی با ماده غذایی یا به وسیله میکروارگانیسم­های مضر موجود در ماده غذایی- بر محصول داشته باشد. به طورکلی، بسته­بندی باید دارای ظاهری زیبا، شکل و اندازه مناسب، مقاوم در برابر شکستن و پاره شدن طی عملیات مختلف پرکردن، درزبندی و حمل و نقل باشد. با توجه به اینکه مواد بسته بندی به وسیله ماشین­های مختلف فرایند می­شوند، بنابراین خواص دیگری مانند: نرمش، چاپ­پذیری، قابلیت استفاده در ماشین­های لفاف، قابلیت دوخته شدن درگرما، شکل پذیری وغیره نیز باید داشته باشند]1[.

مواد پلیمری با توجه به برتری بر مواد فلزی و شیشه ای در بسیاری از جهات در بسته بندی مواد غذایی رشد زیادی داشته است (ازمهمترین این برتری­ها وزن کم و هزینه پایین می باشد). مهمترین خواص قابل توجه پلاستیک­های مصرفی در بسته بندی موادغذایی عبارتند از فرایند پذیری، خواص مکانیکی، پایداری در انبار، نفوذ ناپذیری، خواص نوری و خواص سطحی و…

  • فرایند پذیری: پلاستیک­هایی که به عنوان مواد بسته بندی مصرف می­شوند باید این قابلیت را داشته باشند که به کمک روش های متداول شکل دهی مواد پلیمری مانند دمیدن، شکل دهی حرارتی و یا قالبگیری تزریقی فرایند شوند. مهمترین خواص فرایند پذیری به رفتار جریان مذاب و خواص حرارتی مانند سیل پذیری و پایداری مذاب پلاستیک مربوط می شود.
  • خواص مکانیکی: بسته بندی های موادغذایی باید در مقابل نیروهای مکانیکی که در مراحل مختلف فرایند مانند بسته بندی، بارگیری و حمل ونقل به آنها وارد می شوند مقاوم باشند و هم شکل هندسی و استحکام خود را تا زمان مناسب حفظ کنند.
  • خواص نوری: این خواص در مواردی که نیاز به شفافیت بالا برای زیبا جلوه دادن محصول و قابل دید بودن آن برای خریدار باشد و یا مواردی که نیاز به محافظت محصول در برابر نور می باشد اهمیت پیدا می­کند.
  • خواص سطحی: بسته بندی ها باید اطلاعات لازم مثل ترکیبات و طرز استفاده، تاریخ تولید و انقضای محصول را به مصرف کننده منتقل کنند. برای انجام این وظیفه یا باید از یک برچسب استفاده شود یا اینکه اطلاعات روی خود سطح چاپ شود که در این صورت خواص سطحی اهمیت پیدا می­کند.
  • خواص نفوذ پذیری: یکی از مهمترین خواص در بسته بندی موادغذایی، نفوذ پذیری آنها در مقابل آب، روغن وگازهایی مثل CO2 و O2 و بوها می­باشد. به طورکلی نفوذپذیری پلاستیک­ها تابع خواص پلیمر مثل ساختار شیمیایی، چگالی، بلورینگی، جهت یافتگی، جرم مولکولی، درجه شبکه ای شدن، دمای انتقال شیشه­ای و حجم آزاد پلیمر می­باشد. نفوذ ناپذیری پلیمرها اختلاف زیادی با یکدیگر دارند و معمولا برای بدست آوردن نفوذ پذیری مناسب، ترکیبی از این مواد بکار می­روند ]3 و 4[.

 

ویژگیهای نفوذپذیری ( بازدارندگی) پلیمرهای بسته بندی از نظر موارد زیر حائز اهمیت است:

  • حفظ اتمسفر درون بسته: میوه‌ها و سبزیها بعد از برداشت نیز به تنفس خود ادامه می‌دهند. تنفس میوه‌ها با تغییرات بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی همراه است که تازه‌گی و ماندگاری آنها را کاهش می‌دهد. در بسته‌بندی با اتمسفر کنترل شده ترکیب گازهای داخل بسته را تغییر می‌دهند و معمولاً غلظت اکسیژن را کاهش و غلظت CO2 و N2 را بالا می برند. این کار سبب می‌شود شدت تنفس کاهش یابد و همچنین فعالیت میکروب‌ها و آنزیم‌های اکسایشی نیز کم ‌شود.
  • جلوگیری از اکسایش ترکیبات مواد غذایی مانند ویتامین ها و چربی‌ها
  • جلوگیری از جذب رطوبت از محیط یا از دست دادن آب به محیط
  • جلوگیری از افت آروما و مواد طعم‌زای مواد غذایی
  • جلوگیری از جذب بوهای نامطلوب از محیط
  • جلوگیری از دست دادن دی اکسید کربن در نوشابه های گازدار

با توجه به اهمیت گازهای اکسیژن و دی اکسید کربن در نگهداری مواد غذایی، نفوذپذیری فیلم‌های پلیمری نسبت به این گازها بسیار مورد توجه محققین بوده است ]3[. گازها، بخار آب و مواد محلول از دو طریق زیر می‌توانند از فیلم پلیمری عبور کنند:

  1. منافذ و شکافهای ریز موجود در دیواره پوشش پلیمری
  2. انتشار گاز از غشاء پلیمری: یک غشاء پلیمری از رشته‌های مارپیچی در هم تنیده تشکیل شده است که بین این رشته‌ها، فضاهای خالی و حفرات وجود دارد. انتشار گاز و مواد دیگر، از طریق همین حفرات صورت می‌گیرد.

در میان پلیمرهای مورد استفاده برای بسته بندی، پلی الفین ها و به ویژه پلی اتیلن با چگالی پایین(LDPE) نفوذ پذیری بالاتری نسبت به گازها داراست که به غیر قطبی بودن این پلیمرها نسبت داده می­شود. به عنوان مثال نفوذ پذیری LDPE به گاز دی اکسید کربن بیش از 100 برابر نفوذ پذیری PVC  و در مورد گاز اکسیژن بیش از 60 برابر PVC است. همچنین نفوذ پذیری LDPE نسبت به اکثر گازها دو تا سه برابر نفوذ پذیری HDPE است. در نتیجه منطقی است که تغییرات ماده بسته بندی شده در LDPE از نرخ بیشتری برخوردار باشد[5].

این نفوذ پذیری بالا می­تواند منشا تغییرات نامطلوب دیگری در ماده غذایی بسته بندی شده باشد. به همین دلیل است که معمولا پلی اتیلن به تنهایی برای بسته بندی اکثر مواد غذایی به کار نمی­رود و در صنایع بسته‌بندی از ترکیب اتیل وینیل الکل (EVOH) که خواص بازدارندگی خوبی نسبت به گاز دارد و پلی‌اتیلن با چگالی کم که خواص بازدارندگی خوبی نسبت به بخار آب دارد و همچنین ویژگی درزبندی عالی دارد، استفاده می‌کنند.

بسته بندی یک ممانعت کننده بین ماده غذایی و محیط است که انتقال نور، حرارت، رطوبت و گازها و فعالیت میکرواورگانیسم ها و حشرات را کنترل می­کند. در بسیاری از موارد برای ایجاد هماهنگی بین نیازهای نگهداری محصول و ماده بسته بندی لازم است از مواد بسته بندی مرکب استفاده شود، چرا که یک لایه بسته بندی قادر نیست مجموعه نیازهای مورد نظر را تامین کند. از این رو بسته بندی های جدید به تدریج جایگزین بسته بندی های قدیمی شده اند که یکی از آن ها بسته بندی های فعال است. یکی از خواص مطلوب که توسط این گونه بسته بندی ها بوجود می­آید، ممانعت کنندگی لایه های مختلف نسبت به اکسیژن، نور و رطوبت می­باشد.

بسته بندی­های پلاستیکی مانند فیلم های تک لایه و چند لایه، انواع بطری ها و ظروف، قوطی های آبمیوه و کنسرو و… از مواد پلاستیکی، نانو و زیست تخریب پذیر و جدیدا از پلیمرها و ترکیبات فعال تهیه می­شوند. در کشورهای بزرگ برای موارد خاص از این بسته بندی های فعال استفاده می شود.

در سال­های اخیر توجه به بسته بندی فعال در تولید مواد غذایی افزایش یافته است که این امر ناشی از این حقیقت است که این نوع بسته بندی در مقایسه با نوع مرسوم تنها مسئول در برگرفتن و محافظت ماده غذایی در برابر عوامل خارجی نیست، بلکه مزایای دیگری نیز خواهد داشت مانند کمک به افزایش ماندگاری ماده غذایی با استفاده از عوامل جاذب (رطوبت، اکسیژن و….)، عوامل آزاد کننده ترکیبات مختلف (اتانول، دی اکسید کلرو( …،گرم نمودن و سرد نمودن ماده غذایی و امکان تعیین ماندگاری مواد غذایی با استفاده از سنسورها و…که در ادامه به شرح مختصری از بسته بندی های فعال می پردازیم.

تعداد صفحه : 70

قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09361998026        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

شماره کارت :  6037997263131360 بانک ملی به نام محمد علی رودسرابی

11

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید