محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر جهت افزایش عمر و کیفیت مواد غذایی، اقدام به ساخت نانوپوششی ضد میکروبی نموده‌اند. این نانوپوشش قابل کاربرد جهت بسته‌بندی مواد غذایی از جمله شیر خواهد بود. نتایج این طرح علاوه بر صنایع غذایی، مورد توجه صنایع نساجی، بهداشتی و دارویی نیز قرار خواهد گرفت.
دانشگاه صنعتی امیرکبیر: بسته‌بندی مواد غذایی با نانوپوشش‌های نقره
صنعت بسته‌بندی فعال یکی از روش‌های نوین بسته‌بندی مواد غذایی است که با ایجاد تغییراتی در نوع بسته‌بندی باعث افزایش طول عمر، حفظ کیفیت، سلامت، طعم و بوی غذا می‌شود. بسته‌بندی ضد میکروبی، یکی از این انواع بسته‌بندی است که مانع رشد باکتری‌ها در محصول مورد نظر می‌شود و در نتیجه افزایش عمر و کیفیت ماده غذایی را در پی خواهد داشت. هدف اصلی این پروژه، ساخت فیلمی پلیمری با خاصیت ضدمیکروبی با استفاده از نانوذرات نقره است که در صنایع بسته‌بندی مواد غذایی به ویژه مواد لبنی مورد استفاده قرار گیرد.
به علت خاصیت ضد میکروبی، می توان از این پوشش در صنایع بسته بندی مواد غذایی استفاده کرد. به عنوان مثال چنانچه پوشش داخلی پاکت‌های شیر از این جنس باشد، مانع از رشد باکتری در شیر می‌شود.
به گفته‌ی مهندس عبدالحمید صادق‌نژاد، کارشناس ارشد مهندسی شیمی از دانشگاه صنعتی امیرکبیر، در حال حاضر افزایش طول عمر مواد غذایی به‌خصوص شیر توسط فرایندهای حرارت‌دهی انجام می‌شود. اما این فرایندها باعث کاهش ارزش غذایی این مواد می‌شود. این در حالی است که با این فناوری، افزایش طول عمر مواد غذایی به‌واسطه‌ی تغییر در بسته‌بندی آن‌ها صورت گرفته و به این ترتیب ارزش غذایی آن‌ها محفوظ می‌ماند. از طرفی هزینه‌ی فراوان فرایندهای حرارت‌دهی مانند پاستوریزه کردن تا حد قابل توجهی کاهش می‌یابد.
صادق نژاد معتقد است از انجا که فرایند به کار رفته در ساخت این پوشش جهت اصلاح الیاف نساجی نیز قابل استفاده است، می‌توان با این روش الیاف نساجی ضد میکروبی نیز تولید کرد که در صنایع بهداشتی- دارویی قابل کاربرد خواهد بود. همچنین در استخرهایی که آب به مدت طولانی در آن ذخیره می‌شود و امکان به‌وجود آمدن جلبک در آن‌ها وجود دارد، به کارگیری این پوشش بر روی دیواره‌های استخر مفید واقع می‌شود.
جهت ساخت پوشش نانوکامپوزیتی پلی اتیلن- نانو نقره با خاصیت ضد میکروبی، در ابتدا نانو ذرات نقره با استفاده از یک واکنش شیمیایی، که فرایندی سبز است، از نمک آن تهیه می‌شود. سپس فیلم‌های پلی اتیلنی توسط فرایند تخلیه‌ی الکتریکی کرونا (پلاسما) اصلاح می‌گردند. در نهایت فیلم‌های اصلاح شده وارد محلول نانو نقره شده تا بوسیله واکنش شیمیایی دوقطبی، نانو ذرات بر روی سطح آن قرار گیرند. جهت بررسی فعالیت ضدمیکروبی این پوشش از آزمون‌های شمارش باکتری و عدم هاله رشد استفاده شده است.
صادق نژاد در پایان افزود: «در حال حاضر، طراحی و بهره‌وری از این پروژه به صورت یک سیستم پایلوت به انتها رسیده است. به این ترتیب که فیلم پلیمری به صورت اتوماتیک و پیوسته، وارد دستگاه شده و عملیات اصلاح سطح بر روی آن صورت می‌گیرد. پس از پوشش‌دهی سطح پلیمر اصلاح شده با نانوذرات، شست و شو صورت گرفته و خشک می‌شود. محصول نهایی در انتهای عملیات، توسط یک الکتروموتور به صورت رول جمع‌آوری می‌شود. این طرح پس از پشت سر گذاشتن آزمایش‌های تکمیلی قابلیت تولید در مقیاس صنعتی را دارد.»
همچنین گواهی ثبت اختراع این طرح به شماره ۷۵۰۳۳ در سال ۱۳۹۱ توسط اداره مالکیت صنعتی صادر شده است.
نتایج این تحقیقات در مجله‌ی Surface and Coatings Technology ( جلد ۲۴۵، شماره ۱، ماه فوریه، سال ۲۰۱۴، صفحات ۱ تا ۸) منتشر شده است. مهندس عبدالحمید صادق‌نژاد، دکتر عبدالرضا اروجعلیان، دکتر احمدرضا رئیسی و مهندس شهرزاد فاضل استرکی– اعضای هیأت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر مجریان این طرح بوده‌اند.
به علت خاصیت ضد میکروبی، می توان از این پوشش در صنایع بسته بندی مواد غذایی استفاده کرد. به عنوان مثال چنانچه پوشش داخلی پاکت‌های شیر از این جنس باشد، مانع از رشد باکتری در شیر می‌شود.
به گفته‌ی مهندس عبدالحمید صادق‌نژاد، کارشناس ارشد مهندسی شیمی از دانشگاه صنعتی امیرکبیر، در حال حاضر افزایش طول عمر مواد غذایی به‌خصوص شیر توسط فرایندهای حرارت‌دهی انجام می‌شود. اما این فرایندها باعث کاهش ارزش غذایی این مواد می‌شود. این در حالی است که با این فناوری، افزایش طول عمر مواد غذایی به‌واسطه‌ی تغییر در بسته‌بندی آن‌ها صورت گرفته و به این ترتیب ارزش غذایی آن‌ها محفوظ می‌ماند. از طرفی هزینه‌ی فراوان فرایندهای حرارت‌دهی مانند پاستوریزه کردن تا حد قابل توجهی کاهش می‌یابد.
صادق نژاد معتقد است از انجا که فرایند به کار رفته در ساخت این پوشش جهت اصلاح الیاف نساجی نیز قابل استفاده است، می‌توان با این روش الیاف نساجی ضد میکروبی نیز تولید کرد که در صنایع بهداشتی- دارویی قابل کاربرد خواهد بود. همچنین در استخرهایی که آب به مدت طولانی در آن ذخیره می‌شود و امکان به‌وجود آمدن جلبک در آن‌ها وجود دارد، به کارگیری این پوشش بر روی دیواره‌های استخر مفید واقع می‌شود.
جهت ساخت پوشش نانوکامپوزیتی پلی اتیلن- نانو نقره با خاصیت ضد میکروبی، در ابتدا نانو ذرات نقره با استفاده از یک واکنش شیمیایی، که فرایندی سبز است، از نمک آن تهیه می‌شود. سپس فیلم‌های پلی اتیلنی توسط فرایند تخلیه‌ی الکتریکی کرونا (پلاسما) اصلاح می‌گردند. در نهایت فیلم‌های اصلاح شده وارد محلول نانو نقره شده تا بوسیله واکنش شیمیایی دوقطبی، نانو ذرات بر روی سطح آن قرار گیرند. جهت بررسی فعالیت ضدمیکروبی این پوشش از آزمون‌های شمارش باکتری و عدم هاله رشد استفاده شده است.
صادق نژاد در پایان افزود: «در حال حاضر، طراحی و بهره‌وری از این پروژه به صورت یک سیستم پایلوت به انتها رسیده است. به این ترتیب که فیلم پلیمری به صورت اتوماتیک و پیوسته، وارد دستگاه شده و عملیات اصلاح سطح بر روی آن صورت می‌گیرد. پس از پوشش‌دهی سطح پلیمر اصلاح شده با نانوذرات، شست و شو صورت گرفته و خشک می‌شود. محصول نهایی در انتهای عملیات، توسط یک الکتروموتور به صورت رول جمع‌آوری می‌شود. این طرح پس از پشت سر گذاشتن آزمایش‌های تکمیلی قابلیت تولید در مقیاس صنعتی را دارد.»
همچنین گواهی ثبت اختراع این طرح به شماره ۷۵۰۳۳ در سال ۱۳۹۱ توسط اداره مالکیت صنعتی صادر شده است.
نتایج این تحقیقات در مجله‌ی Surface and Coatings Technology ( جلد ۲۴۵، شماره ۱، ماه فوریه، سال ۲۰۱۴، صفحات ۱ تا ۸) منتشر شده است. مهندس عبدالحمید صادق‌نژاد، دکتر عبدالرضا اروجعلیان، دکتر احمدرضا رئیسی و مهندس شهرزاد فاضل استرکی– اعضای هیأت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر مجریان این طرح بوده‌اند.
