تاثیر پوشش مجزا و ترکیبی نانوگرافن- فلورین-زئین بر خواص ممانعتی و مکانیکی کرافت لاینر قهوه ای بسته بندی میوه

سابقه و هدف: مقوای بسته بندی میوه از میوه در برابر ضربه، فشار و خرابی هنگام حمل ونقل محافظت کرده و باعث حفظ تازگی و کیفیت میوه می گردد. برای اینکه این هدف ها تامین گردد باید استحکام مقوا را افزایش داده و ارتباط داخل و خارج مقوا را به حداقل رساند. درعین حال، زیست تخریب پذیر بوده و مقاوم و سازگار با محیط زیست است. کاغذ کرافت به عنوان گزینه ای مناسب برای حفظ کیفیت میوه ها شناخته می شود. بنابراین در این تحقیق به دنبال بهبود خواص ممانعتی و مکانیکی مقوا با پوشش دهی به وسیله نانوگرافن، فلورین و زئین به صورت مجزا و ترکیبی هستیم تا مقوای با کیفیت تر در دسترس مصرف کنندگان قرار گیرد. مواد و روش­ها: کاغذ لاینر قهوه ای با جرم پایه آن ۱۲۰ گرم از شرکت چوب و کاغذ مازندران تهیه شد. نانوگرافن نوع AO-۴ از شرکت گرافن سوپرمارکت آمریکا، پروتئین زئین از شرکت سیگما آلدریچ و فلورین نیز از گروه تولیدی معدن کاوان تامین شد. به منظور پوشش دهی، نانوگرافن، زئین و فلورین با درصدهای وزنی مشخص و با توجه به شرایط تیمار، به مدت ۳۰ دقیقه در دمای ۵۰ درجه سانتی گراد با ۱۰۰ گرم آب مقطر مخلوط شدند. سپس ۵/۲ گرم لاتکس استایرن بوتادین و ۵/۰ گرم پراکنده ساز D۲۰۰ به مخلوط افزوده و به مدت ۲۰ دقیقه با دور ۱۵۰۰ همگن گردید. محلول نشاسته کاتیونی (۵ درصد) نیز به عنوان یک کمک نگهدارنده برای افزایش پوشش استفاده شد. محلول­های پوششی با استفاده از Auto Bar Coater (GBC - A۴ GIST Co., Ltd) روی ورق­های کاغذ اعمال شد. خواص فیزیکی و مکانیکی مطابق با استانداردهای TAPPI و ISO اندازه گیری شد. طرح آزمایشی از نوع کاملا تصادفی بود. تجزیه وتحلیل داده ها با استفاده از تجزیه واریانس یک طرفه و آزمون دانکن در سطح اعتماد ۹۵ درصد انجام شد. نتایج: آنالیز واریانس یک طرفه نشان داد که بین ضخامت، جذب آب و تخلخل ۸ نوع کاغذ در سطح ۵ درصد اختلاف معنی دار وجود دارد. بیشترین ضخامت مربوط به کاغذ لاینر قهوه ای پوشش داده شده با گرافن و فلورین و کمترین آن به نمونه شاهد تعلق دارد، اختلاف بین بیشترین و کمترین میزان ضخامت، ۲۷ درصد است. کمترین جذب آب در کاغذ لاینر قهوه ای پوشش داده شده با زئین، فلورین و نانوگرافن مشاهده شد. اختلاف بین بیشترین و کمترین میزان جذب آب ۵/۶۴۷ درصد است. همچنین، کمترین تخلخل به کاغذ پوشش داده شده با نانوگرافن اختصاص دارد. اختلاف بین بیشترین و کمترین میزان تخلخل ۸/۷۳۶۵ درصد است. بررسی دانسیته نشان می دهد که بالاترین دانسیته در نمونه ای که با زئین و نانوگرافن پوشش داده شده، مشاهده می شود. اختلاف بین بیشترین و کمترین میزان دانسیته ۵/۱۴ درصد است. همچنین، بیشترین صافی سطح در کاغذ پوشش دار با نانوگرافن و زئین ثبت شده است. اختلاف بین بیشترین و کمترین میزان صافی، سطح ۹/۲۳ درصد است. برای شاخص مقاومت در برابر کشش و پاره شدن، اختلاف معنی داری در سطح ۵ درصد مشاهده نشد. اختلاف بین بیشترین و کمترین میزان شاخص مقاومت در برابر کشش و پاره شدن به ترتیب ۵/۱۵ و ۴/۲۶ درصد است. اما برای مقاومت در برابر ترکیدن، کمترین میزان به کاغذ پوشش داده شده با فلورین و زئین تعلق دارد. اختلاف بین بیشترین و کمترین میزان مقاومت در برابر ترکیدن ۲/۱۴ درصد است. در زمینه مقاومت به لهیدگی حلقوی نیز بیشترین مقاومت مربوط به کاغذ پوشش داده شده با زئین، فلورین و نانوگرافن می باشد. اختلاف بین بیشترین و کمترین میزان مقاومت به لهیدگی حلقوی ۱/۱۶ درصد است. نتیجه­ گیری: هدف از بسته بندی مواد غذایی، افزایش طول عمر نگهداری و حفاظت از آنها در برابر عوامل فساد است. کاغذ و مقوا به عنوان مواد بسته بندی دارای مزایا و معایب خاصی هستند، ازجمله عدم مقاومت در برابر رطوبت. این تحقیق به بهبود ویژگی های فیزیکی و مکانیکی کاغذ کرافت لاینر بسته بندی میوه پرداخته و نشان داده است که پوشش دهی باعث افزایش ضخامت و کاهش جذب آب می شود. این پوشش ها با نفوذ به منافذ کاغذ، ممانعت از جذب آب را بهبود می بخشند. عوامل مختلفی بر نفوذپذیری نسبت به آب تاثیر دارد، ازجمله ساختار کاغذ و نوع پوشش. استفاده از نانوگرافن و زئین موجب کاهش تخلخل کاغذ و بهبود ویژگی های مکانیکی آن می شود. در این تحقیق، پوشش دهی کاغذ با نانوگرافن و زئین به طور قابل توجهی خواص ممانعتی را افزایش داده و کیفیت کاغذ را بهبود می بخشد. همچنین، نتایج نشان می دهد که این ترکیبات می توانند به کاهش جذب آب و تخلخل کاغذ کمک کنند.

کلیدواژه ها:

لاینر قهوه ای ، پوشش ، معدنی ، نانوگرافن ، خواص کاغذ