مروری جامع بر کاربرد مواد تغییر فاز در بسته بندی مواد غذایی: تاثیر آن ها بر کارایی زنجیره سرد، و حفظ کیفیت محصول

کنترل دما در طول زنجیره تامین مواد غذایی نقش کلیدی در حفظ کیفیت، ایمنی و افزایش ماندگاری محصولات دارد. استفاده از مواد تغییر فاز (PCMs) به عنوان یکی از رویکردهای نوین در بسته بندی هوشمند، امکان تنظیم خودکار دما از طریق جذب و رهایش گرمای نهان را فراهم کرده و موجب کاهش نوسانات حرارتی، کاهش وابستگی به سیستم های سرمایشی فعال و بهبود پایداری حرارتی محصولات می شود. این بررسی از طریق جستجوی گسترده در متون علمی موجود در پایگاه های داده اصلی، از جمله Scopus، Web of Science، PubMed، ScienceDirect وGoogle Scholar انجام شد. مطالعات مربوط به استفاده از مواد تغییر فاز دهنده (PCM) در بسته بندی مواد غذایی و کاربردهای زنجیره سرد با استفاده از کلمات کلیدی مرتبط شناسایی شدند. انتشارات بازیابی شده بر اساس ارتباط آنها با ویژگی های PCM، روش های ترکیب، عملکرد حرارتی و نقش آنها در حفظ کیفیت مواد غذایی در طول نگهداری و حمل و نقل، بررسی و انتخاب شدند. سپس مطالعات انتخاب شده به صورت انتقادی ارزیابی و ترکیب شدند تا مروری جامع بر دانش فعلی، پیشرفت های اخیر و جهت گیری های تحقیقاتی آینده در این زمینه ارائه دهند. نتایج مطالعات نشان می دهد که پژوهش های اخیر عمدتا بر توسعه PCMsهای زیست سازگار و زیست تخریب پذیر، افزایش هدایت حرارتی از طریق افزودن نانومواد، و بهبود پایداری فیزیکی با استفاده از فناوری های کپسوله سازی و تثبیت شکل متمرکز بوده اند. در این میان، پیشرفت در روش های ریزکپسوله سازی و نانوکپسوله سازی، استفاده از پوسته های پلیمری و زیست پلیمری، و توسعه کامپوزیت های پایدار، موجب کاهش نشت PCM، افزایش پایداری حرارتی و مکانیکی، بهبود راندمان ذخیره سازی گرما و افزایش دوام عملکرد در چرخه های مکرر ذوب و انجماد شده است. با وجود پیشرفت های قابل توجه، چالش هایی نظیر هزینه بالای تولید، احتمال نشت ماده در هنگام ذوب، محدودیت هدایت حرارتی برخی PCMs و انتخاب محدوده دمایی مناسب، همچنان از مهم ترین موانع کاربرد صنعتی این فناوری به شمار می روند. در مجموع، این مطالعه ضمن ارائه تصویری جامع از وضعیت کنونی پژوهش ها، نشان می دهد که توسعه مواد تغییر فاز پایدار، زیست سازگار و مقرون به صرفه می تواند نقش موثری در ارتقای عملکرد بسته بندی های هوشمند، افزایش ایمنی مواد غذایی، بهبود کارایی زنجیره سرد و کاهش اثرات زیست محیطی صنعت بسته بندی ایفا کند.

کلیدواژه ها:

زنجیره سرد ، کنترل دما ، کیفیت غذا ، مواد تغییر فاز ، نوسانات حرارتی