طرح توجیه فنی، مالی، اقتصادی تولید پلی پروپیلن یا پلی اتیلن ضد نفوذ گاز به ویژه اکسیژن برای ارتقاء بسته بندی صنایع غذایی

خلاصه طرح 

(جداول در فایل اصلی موجود است)

معرفی محصول

مقدمه

استفاده از فناوری های نوین در صنایع غذایی رویکرد جدیدی است که بسیار مورد توجه قرار میگیرد. بی شک که روی آوردن به فناوری های نو از جمله فناوری نانو می تواند راهگشای بسیاری از مشکلات در این حیطه باشد.

امروزه استفاده از فناوری نانو در صنایع بسته بندی غذا امری عادی است. کاربرد فناوری نانو در صنعت بسته بندی را میتوان به دو دسته تقسیم نمود:

بسته بندی های فعال که حاوی موادی با عملکردی خاص هستند (شبیه به بستهبندیهایی که از ورود اکسیژن و فساد غذا جلوگیری میکنند) مثال هایی از این نوع شامل موارد زیر هستند:

o جایگزینی نانو مواد به جای پلیوینیل استات (PVA) و پلیوینیل الکل در ظروف بسته بندی مقوایی؛

o استفاده از بطریهای پلاستیکی ساخته شده از مواد نانو کامپوزیت و استفاده از لایههای پلاستیکی ضد قارچ و ضد باکتری که دارای طول عمر بیشتری نیز هستند.

بسته بندیهای هوشمند که به تغییرات محیط واکنش نشان میدهند. موارد زیر مثال هایی از این نوع هستند:

تولید بستهبندیهایی که توانایی بازتاب گرما از یک بستنی یخی را داشته؛ میتوانند آن را از ذوب شدن در یک محیط گرم حفظ کنند؛

o تولید بسته بندیهایی که میتوانند خود را ترمیم کنند؛

بسته بندیهایی که میتوانند در شرایط خاص، خواصشان را تغییر دهند مانند بسته بندیهایی که بتوانند فاسد شدن شیر را با تغییر رنگ نشان دهند.

در این طرح بهصورت اجمالی اشاره ای به کاربرد فناوری نانو در صنعت بسته بندی صنایع غذایی برای جلوگیری شدهاست. استفاده از فناوری نانو در حوزه بسته بندی صنایع غذایی توسعه عمیقی را در این حوزه نوید میدهد.

نانورس در حالت عادی به صورت لایه های به هم چسبیده می باشند که میبایست با استفاده از کنترل شرایط فرایندی و نیز استفاده از مواد سازگارکننده مناسب به ساختاری با پراکنش کامل دست یافت.

لذا دستیابی به مقیاس نانو با انتخاب درست مواد افزودنی و شرایط فرایندی امکان پذیر است. افزودن درصد کمی از نانورس به پلیمر در حد1 تا 5 درصد وزنی یا کمتر در صورت وقوع پراکنش کامل(وقوع دو پدیده distribution و (Exfoliation سبب بهبود چشمگیر در خواص محصول تولیدی از جمله خواص مکانیکی، خاصیت نفوذناپذیری، پایداری حرارتی و ... می شود. خواص مکانیکی از جمله مدول، استحکام کششی، چقرمگی و پایداری ابعادی بهبود می یابد. همچنین

نفوذپذیری در برابر گازها و حلالها به دلیل حضور صفحات نانورس نفوذناپذیر می تواند تا میزان قابل ملاحظه ای کاهش یابد.

برای مثال سالهاست که از بسته بندی ساشه در سس های کچاب و مایونز یا فرانسوی استفاده میشود.

بسته بندی این سس ها معمولا سه لایه بوده و از پلی اتیلن، لایه آلومینیم و پت استفاده میشود. علت استفاده از فیلم آلومینیمی خاصی نفوذ ناپذیری این فیلم در برابر گازها و به ویژه اکسیژن یا بخار آب است. البته استفاده از آلومینیم مزایای دیگری نیز ایجاد میکند که مثلا سس به خوبی به صورت استوار و مستقیم می ایستد و همچنین قابلیت چاپ مناسب می گیرد اما این خواص به طرق دیگری نیز قابل ایجاد است. نکته مهم کاربست لایه آلومینیم موضوع نفوذ ناپذیری در مقابل گاز است. اما همین فیلم آلومینیم مشکلاتی را نیز ایجاد کرده است. برای مثال مشکلات محیط زیستی ناشی از بازیافت بسته بندی ساشه ها زیاد است. معمولا این ساشه ها را میسوزانند تا لایه های پلیمری آن تبخیر شده و آلومینیم آن را استفاده کنند. این فرآیند باعث آلودگی بیش از حد هوا و محیط زیست میشود. اعداد و ارقام مصرف سس های یکبار مصرف در کشور در کنار آلودگی آنها، نشان دهنده اهمیت این موضوع است. تنها یکی از شرکتهای بزرگ بسته بندی نزدیک به 460 میلیون بسته بندی سس شاسه در سال تولید میکند. این عدد کافی است که ابعاد موضوع و آلودکی محیط زیست را نشان دهد. از طرف دیگر فیلم آلومینیم گران قیمت بوده و هزینه ها را به شدت افزایش میدهد. بیش از %40 هزینه مواد اولیه، هزینه فیلم آلومینیم است. خوشبختانه با استفاده از فناوری نانو و نانو ذرات کلی میتوان افزودنی های نانویی را تهیه کرده و به پلیمر بسته بندی اضافه کرد تا میزان نفوذ ناپذیری آن افزایش یافته و در

نتیجه بتوان لایه آلومینیمی را حذف کرد. این افزودنی های معمولا معدنی بوده و صفحات مختلفی را به صورت لایه لایه در بسته بندی ایجاد میکنند. این لایه های معدنی اجازه نفوذ گاز را نمیدهند. ملکول گاز برای نفوذ به محیط مجبور میشود بر روی سطح لایه حرکت کرده تا بتواند لایه را دور بزند. بعد از رسیدن ملکول گاز به اتنهای سطح لایه مورد نظر و دور زدن لایه با لایه دیگری مواجه میشود و دوباره باید این مسیر را طی کند. چنین فرایندی باعث میشود مسیر مورد نظر برای نفوذ گاز چند صد تا چند هزار برابر شده و عملا باعث شود سطح فیلم بسته بندی در مقابل گاز نفوذ ناپذیر گردد. در صورت تولید این محصول مزایای مختلفی ایجاد میشود. از یک طرف مشکل محیط زیستی فیلم های بسته بندی ساشه حل میگردد زیرا دیگر لایه آلومینیمی وجود ندارد و موضوع سوزاندن ساشه و استخراج آلومینیم بی معنا می گردد. از طرف دیگر اگر میزان نفوذ گاز اکسیژن به بسته محدود گردد حتی میتوان عمر مفید مواد غذایی را افزایش داد. در صورتی که عمر ساشه از 66 ماه کنونی به 9 ماه افزایش یابد، ارزش اقتصادی فوق العاده زیادی در این صنعت ایجاد خواهد کرد. این رویکر از منظر هزینه نیز بسیار سودمند خواهد بود. همانطور که اشاره شد بیش از %40 هزینه ساشه، هزینه لایه آلومینیم آن است. به این ترتیب بخش زیادی از هزینه مواد اولیه کسر خواهد شد. همچنین همانطور که اشاره شد در ساشه سه لایه وجود دارد که دو لایه پلیمری آن داخلی است و لایه آلومینیم آن خارجی می باشد.

آلومینیم داخلی برای بسته بندی ساشه مناسب نیست. حذف لایه آلومینیم باعث عدم وابستگی به خارج نیز شده و ارزش اقتصادی و استراتژیک دارد. این فناوری غیر از حوزه بسته بندی ساشه ها در زمینه

های دیگر بسته بندی مانند بسته بندی صنایع بهداشتی و داروئی نیز بسیار کاربرد دارد. این طرح این

موضوع را به تفضیل بررسی کرده است.

تجاری سازی فناوری نانو - افزودنی های نانوئی به پلیمر

فناوری نانو مملو از اصطلاحات مبهم است و افراد گوناگون با به کار بردن کلمات یکسان، به چیزهای کاملاً مختلفی اشاره میکنند. با توجه به اینکه این امکان سنجی در حوزه فناوری نانو است، لازم است که برای مشخص بودن مطالب ارایه شده، به روشنی تعریف شود که منظور از کلمه »فناوری نانو« چیست؛ تا بدین ترتیب چارچوبی برای درک کاربردهای تجاری فناوری نانو فراهم نموده و یک دیدگاه کمی از وضعیت فعلی و چشمانداز آینده تجاریسازی فناوری نانو ارائه شود. این درک برای ورود به حوزه فناوری نانو ضروری است. تعاریف زیادی از فناوری نانو وجود دارد. مشهورترین و مورد قبول ترین تعریف از فناوری نانو عبارت است از مهندسی هدفمند مواد در5 مقیاس کمتر از 100

نانومتر (nm) برای به دست آوردن ویژگیها و عملکردهای وابسته به اندازه١.