نرخ انتقال اکسیژن یا OTR و اهمیت آن در بسته بندی مواد غذایی
بازدیدها: ۶۹
نرخ انتقال اکسیژن یکی از پارامترهای مهم بسته بندی است . اکسیژن یکی از اصلی ترین عواملی است که باعث فساد مواد غذایی می شود و می تواند رنگ ،طعم و خواص مواد غذایی را تغییر دهد.
در بستهبندی موادغذایی معمولا هوای داخل بسته بندی را تخلیه می کنند .
جای آن را با نیتروژن و یا دی اکسیدکربن پر میکنند تا بتوانند مواد غذایی را از اکسیژن دور نگه دارند و محصول را در قفسه های فروشگاه برای مدت زمان بیشتری سالم نگه دارند.
در این روش مدت زمان سالم ماندن مواد غذایی به نوع فیلم استفاده شده برای بسته بندی بستگی دارد. فیلم های مختلف نسبت به عبور اکسیژن رفتار متفاوتی دارند و اکسیژن به مقدار مختلفی از آنها عبور می کند.
در بسته بندیهایی که عبور اکسیژن مهم است از فیلمهایی استفاده میشوند که از عبور اکسیژن به مقدار زیادی جلوگیری میکنند و به آنها فیلم – بری یر- میگویند.
این فیلمها باید بتوانند نسبت اکسیژن را که در داخل ، حدود ۰ تا ۲ درصد است با بیرون بسته بندی ،که حدود ۲۱ درصد است حفظ کنند.
برای مقایسه فیلمهای مختلف از نظر عبور اکسیژن از پارامتری بنام OTR و یا نرخ عبور اکسیژن استفاده میشود. نرخ عبور اکسیژن یعنی مقدار اکسیژنی که از مقدار مشخصی فیلم در زمان ۲۴ ساعت در شرایط مشخص دما و رطوبت عبور می کند.
هر چه این مقدار کمتر باشد یعنی اکسیژن کمتری عبور میکند. بطور مثال این مقدار برای فویل الومینیومی ۰ است و برای پلی اتیلن سبک ۲۵۰۰ سی سی در متر مربع است.
اهمیت و کاربرد نرخ عبور اکسیژن (OTR) در بستهبندی مواد غذایی
به دلیل تأثیر مستقیم اکسیژن بر فساد و کاهش کیفیت محصولات غذایی، اندازهگیری و تست مقدار عبور اکسیژن از فیلمهایی که برای نگهداری و بسته بندی مواد غذایی استفاده میشوند بسیار مهم و ضروری است.
اکسیژن عامل اصلی فساد مواد غذایی است که باعث اکسیداسیون چربیها، تغییر رنگ، طعم، و خواص حسی مواد غذایی میشود و رشد کپکها و باکتریهای هوازی را تسهیل میکند.
در بستهبندی مواد غذایی معمولاً هوای داخل بسته تخلیه و جایگزین با گازهای خنثی مانند نیتروژن یا دیاکسیدکربن میشود تا اکسیژن به حداقل برسد و ماندگاری محصول افزایش یابد.
فیلمهای بستهبندی با خاصیت Barrier (مانع عبور اکسیژن) استفاده میشوند تا میزان عبور اکسیژن به داخل بسته به حداقل برسد. این فیلمها باید بتوانند اختلاف غلظت اکسیژن بین داخل بسته (۰ تا ۲ درصد) و بیرون (حدود ۲۱ درصد) را حفظ کنند.
نرخ عبور اکسیژن (OTR) به عنوان شاخصی برای مقایسه فیلمها و بستهبندیها به کار میرود و نشاندهنده مقدار اکسیژنی است که در شرایط مشخص دما و رطوبت از یک متر مربع فیلم در ۲۴ ساعت عبور میکند. هرچه OTR کمتر باشد، کیفیت بستهبندی بهتر است. مثلاً فویل آلومینیومی OTR نزدیک به صفر دارد و پلیاتیلن سبک حدود ۲۵۰۰ سیسی در متر مربع در روز.
استفاده از این روشها و مواد بستهبندی موجب افزایش عمر مفید محصولات غذایی، حفظ کیفیت حسی و ایمنی آنها، و کاهش ضایعات غذایی میشود.
اندازهگیری نرخ عبور اکسیژن (OTR)یا نرخ عبور گاز CO₂ در فیلمهای بستهبندی
برای اندازهگیری مقدار عبور اکسیژن (OTR) یا نرخ عبور گاز CO₂ در فیلمهای بستهبندی، معمولاً از دستگاهها و روشهای استاندارد و تخصصی استفاده میشود که مهمترین آنها به شرح زیر است:
- روش استاندارد ASTM D3985:
این روش پرکاربردترین استاندارد برای اندازهگیری نرخ انتقال اکسیژن از طریق فیلمهای پلاستیکی است. در این روش، نمونه فیلم به عنوان غشا بین دو محفظه قرار میگیرد؛ یک طرف با گاز اکسیژن و طرف دیگر با گاز حامل (معمولاً نیتروژن خشک). اختلاف فشار جزئی اکسیژن باعث عبور مولکولهای اکسیژن از فیلم به سمت نیتروژن میشود. مقدار اکسیژن عبوری توسط سنسور کولومتریک در جریان نیتروژن اندازهگیری میشود. تست تا رسیدن به حالت تعادل ادامه مییابد و نرخ عبور اکسیژن (OTR) به صورت cc/m²/24h در دمای ۲۳ درجه سانتیگراد و رطوبت ۰٪ گزارش میشود. - روشهای فشار یکسان و فشار دیفرانسیلی:
در روش فشار یکسان، فشار دو طرف نمونه برابر است و میزان عبور اکسیژن اندازهگیری میشود. در روش فشار دیفرانسیلی، فشار دو طرف نمونه متفاوت است و نرخ عبور بر اساس اختلاف فشار محاسبه میشود. این روشها در دستگاههای تخصصی با قابلیت تست همزمان چند نمونه انجام میشود. - دستگاههای تخصصی اندازهگیری OTR:
دستگاههایی مانند OX2231 که بر اساس روش فشار برابر کار میکنند، قابلیت اندازهگیری نرخ عبور اکسیژن فیلمها، ورقها، بطریها و بستهبندیهای مختلف را دارند. این دستگاهها معمولاً مجهز به کنترل دما و رطوبت، کاتالیزور پالادیوم برای خالصسازی گاز حامل و سنسورهای دقیق کولومتریک هستند. - پارامترهای اندازهگیری و گزارش:
نتایج به صورت cc اکسیژن عبوری از یک متر مربع فیلم در ۲۴ ساعت (cc/m²/24h) و در شرایط استاندارد دما و رطوبت گزارش میشود. این مقدار برای مقایسه فیلمهای مختلف و تعیین کیفیت Barrier آنها استفاده میشود. هرچه OTR کمتر باشد، فیلم مقاومت بیشتری در برابر عبور اکسیژن دارد و برای بستهبندی مواد غذایی حساس مناسبتر است. - اندازهگیری نرخ عبور CO₂:
روشهای مشابهی برای اندازهگیری نرخ عبور CO₂ وجود دارد که معمولاً از دستگاههای نفوذپذیری گاز با سنسورهای تخصصی استفاده میشود و اصول کار مشابه OTR است، با این تفاوت که گاز اندازهگیری شده CO₂ است.
خلاصه مراحل اندازهگیری OTR در فیلمهای بستهبندی
قرار دادن نمونه فیلم به عنوان غشا بین دو محفظه دستگاه.
تزریق گاز اکسیژن در یک طرف و گاز حامل (نیتروژن) در طرف دیگر.
اندازهگیری میزان اکسیژن عبوری توسط سنسور کولومتریک در جریان گاز حامل.
ادامه آزمایش تا رسیدن به تعادل (مقدار عبور اکسیژن ثابت شود).
گزارش نرخ عبور اکسیژن به صورت cc/m²/24h در شرایط استاندارد دما و رطوبت.
این روشها و دستگاهها مطابق با استانداردهای بینالمللی و ملی طراحی شدهاند و به طور گسترده در صنعت بستهبندی برای ارزیابی کیفیت فیلمها و بستهبندیها استفاده میشوند
درباره حمیدرضا پیوندی
متخصص چاپ افست و فلکسو، طراحی، پیش از چاپ و چاپ
نوشتههای بیشتر از حمیدرضا پیوندی
دیدگاهتان را بنویسید