ساختار هاي بسته بندي هاي انعطاف پذير مورد استفاده در تيمار هاي فشار بالا

اين مقاله به بررسي اثرات احتمالي اعمال همزمان فشار (P) و دما (T) بر روي فيلم‌هاي پلي مري مورد استفاده در بسته‌بندي مواد غذايي در هنگام فرآيند پاستوريزاسيون و استريليزاسيون فشار بالا مي‌پردازد. مدل‌سازي نظري و داده هاي آزمايشگاهي در اين مقاله مورد بحث قرار گرفته اند. در واقع، اثرات برگشت پذير و برگشت ناپذيري كه در فيلم هاي تك لايه و چندلايه ممكن است رخ دهند، مورد بررسي قرار گرفته و ارتباط آن ها با تغييرات ساختاري و خواص مورفولوژيك مواد پلي مري تحت شرايط دما/ فشار مختلف در موارد كاربردي خاص مورد ارزيابي قرار گرفته است. در پاسخ به شرايط فشاري و يا دمايي، ممكن است در بخش هاي آمورف و بلوري فيلم پلي مري، تغييرات ساختاري رخ دهد كه به نوبه خود منجر به ايجاد اثرات محسوسي در خواص مواد بسته‌بندي مي شود. توجّهي خاص به مسايلي نظير تغييرات غير قابل برگشت در خواص كاربردي (نفوذناپذيري نسبت به گازها و بخار آب، پديده جذب و پديده مهاجرت)، خواص مكانيكي ماده بسته بندي (مرتبط با اصلاح درجه تبلور)، پديده زمانمندي در فاز آمورف، لايه لايه شدن فيلم‌هاي چند لايه، تغيير فاز از حالت لاستيكي به حالت شيشه‌اي ناشي از اعمال فشار و پلاستيسيته ناشي از جذب تركيبات با وزن مولكولي كم شده است. فرآوري فشار بالا(HPP) يك روش نگه داري مواد غذايي است كه باعث حفظ ويژگي‌هاي طبيعي حسي و تغذيه اي مواد غذايي با حداقل افت كيفي آن‌ مي شود. در واقع، فرآيند غذاهاي بسته‌بندي‌شده با اين روش علاوه بر اينكه سبب حفظ بهتر بافت و ويژگي‌هاي تغذيه اي ماده غذايي مي شود، زمان ماندگاري آنها را افزايش مي دهد. از ديدگاه صنعتي، انتخاب مواد پلي مري و ساختار مناسب براي بسته‌بندي هنگامي كه فشار و دماي بالا به صورت همزمان براي فرآيندهاي استريليزاسيون فشار بالا بكار گرفته مي‌شوند، بسيار مهم است. در ارتباط با كاربردهاي صنعتي اين فرآيند، پيش بيني اثرات احتمالي تيمار بر روي ساختار و مورفولوژي مواد بسته بندي، موضوع مهمي است كه به نوبه خود مي‌تواند اثرات مربوط به خواص مكانيكي و خواص كاربردي (مانند نفوذناپذيري نسبت به گازها و بخار آب) و زيبايي شناسي(وضوح كافي مواد غذايي براي بيننده) را تحت تاثير قرار بدهد. در واقع، اصلاح ميزان تبلور، تغييرات دانسيته بخش هاي آمورف و پديده‌هاي هيدروليز احتمالي ممكن است مانع از استفاده مواد بسته‌بندي براي كاربرد در فشار بالا گردد. علاوه بر اين، فيلم‌هاي قابل‌انعطاف چند لايه ممكن است در برخي از موارد، پديده لايه لايه شدن را نشان دهند كه در نهايت منجر به تغييرات غير قابل قبول در ساختار ماده بسته‌بندي مي‌شود.

This paper reviews the possible effects determined on polymeric food packaging films by the simultaneous application of pressure (P) and temperature (T) in high pressure pasteurization and sterilization treatments of packaged foodstuffs. Both theoretical modeling and experimental issues are discussed. In fact reversible and irreversible effects that could occur in single film as well as in multilayer film structures have been reviewed and correlated to the variation of structure a land morphological properties of the polymeric materials, under P/T conditions relevant for the specific application. The structural changes of the amorphous and crystalline domains of polymer films could possibly occur in response to pressure and/or temperature conditions, which, in turn, result in detectable effects on properties of packaging materials. Particular attention has been devoted to addressing issues like irreversible alter-action off functional (i.e., barrier to gases and water vapor, scalping and migration phenomena) and mechanic alprop-erties of the packaging materials in a relationship with a modification of degree of crystalline, aging of the amorphous phase, elimination of multilayer films, rubbery to glassy state transition promoted by pressure and plasticization induced by absorption of low molecular weight compounds. Industrial relevance: High pressure processing (HPP) is steadily gainingʹs food presser vat ion method that preserves natural sensory and nutritional attributes of food with a minimal quality loss. In fact, packaged foods processed by using this technique maintain most of their original texture and nutritional qualities, additionally exhibiting an extended shelf-life. Industrially, the selection of the proper polymeric materials as well as the packaging structure become extremely important when both high pressure and high temperature are employed for high pressure sterilization processes. In this context, an important issue that is relevant for industrial applications is to predict the possible effects of treat-mends on the structure and morphology of the materials which, in turn, can determine relevant effects on mechanical, functional (i.e., gas and vapor barrier properties) and aesthetic (e.g., see-through clarity) properties. In fact, modification of the crystalline level, density change of amorphous regions and possible hydrolysis phenomena could hamper the use of the packaging material for the HPP applications. Moreover, multilayer flexible films can, in some cases, display delimitation phenomena leading to unacceptable midi fictions of the aspect as well as of the integrity of the packaging structure.