نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• جعفر ابراهیم پور کاسمانی ¹
• احمد ثمریها ²

¹ دانشیار، گروه مهندسی چوب و کاغذ، واحد سوادکوه، دانشگاه آزاد اسلامی، سوادکوه، ایران.

² گروه صنایع چوب، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران

چکیده

سابقه و هدف: مقوای بسته بندی میوه از میوه در برابر ضربه، فشار، خرابی حین حمل و نقل محافظت کرده و باعث حفظ تازگی و کیفیت میوه می گردد. برای اینکه این هدفها تامین گردد باید استحکام مقوا را افزایش داده و ارتباط داخل و خارج مقوا را به حداقل رساند. در عین حال، زیست تخریب پذیر بوده و مقاوم و سازگار با محیط زیست ضروری باشد. کاغذ کرافت به‌عنوان گزینه‌ای مناسب برای حفظ کیفیت میوه‌ها شناخته می‌شود. بنابراین در این تحقیق به دنبال بهبود خواص ممانعتی و مکانیکی مقوا با پوشش دهی به وسیله نانوگرافن، فلورین و زئین بصورت مجزا و ترکیبی هستیم تا مقوای با کیفیت‌تر در دسترس مصرف کنندگان قرار گیرد.
مواد و روش‌ها: کاغذ لاینر قهوه‌ای با جرم پایه آن 120 گرم از شرکت چوب و کاغذ مازندران تهیه شد. نانوگرافن نوع AO-4 از شرکت گرافن سوپرمارکت آمریکا، پروتئین زئین از شرکت سیگما آلدریچ و فلورین نیز از گروه تولیدی معدن کاوان تأمین شد. به‌منظور پوشش‌دهی، نانوگرافن، زئین و فلورین با درصدهای وزنی مشخص و بسته به شرایط تیمار، به‌مدت 30 دقیقه در دمای 50 درجه سانتی‌گراد با 100 گرم آب مقطر مخلوط شدند. سپس 5/2 گرم لاتکس استایرن بوتادین و 5/0 گرم پراکنده‌ساز D200 به مخلوط افزوده و به‌مدت 20 دقیقه با دور 1500 همگن شدند. محلول نشاسته کاتیونی (5 درصد) نیز به عنوان یک کمک نگهدارنده برای افزایش پوشش استفاده شد. محلول‌های پوششی با استفاده از Auto Bar Coater (GBC - A4 GIST Co., Ltd) روی ورق‌های کاغذ اعمال شد. خواص فیزیکی و مکانیکی مطابق با استانداردهای TAPPI و ISO اندازه‌گیری شد. طرح آزمایشی از نوع کاملاً تصادفی استفاده شد. تجزیه و تحلیل داده‌ها با استفاده از تجزیه واریانس یک‌طرفه و آزمون دانکن در سطح اعتماد 95 درصد انجام شد.
نتایج: آنالیز واریانس یک‌طرفه نشان داد که بین ضخامت، جذب آب و تخلخل ۸ نوع کاغذ در سطح ۵ درصد اختلاف معنی‌دار وجود دارد. بیشترین ضخامت مربوط به کاغذ لاینر قهوه‌ای پوشش‌داده‌شده با گرافن و فلورین و کمترین آن به نمونه شاهد تعلق دارد، اختلاف بین بیشترین و کمترین میزان ضخامت 27 درصد است. کمترین جذب آب در کاغذ لاینر قهوه‌ای پوشش‌داده‌شده با زئین، فلورین و نانوگرافن مشاهده شد. اختلاف بین بیشترین و کمترین میزان جذب آب 5/647 درصد است. همچنین، کمترین تخلخل به کاغذ پوشش‌داده‌شده با نانوگرافن اختصاص دارد. اختلاف بین بیشترین و کمترین میزان تخلخل 8/7365 درصد است. بررسی دانسیته نشان می‌دهد که بالاترین دانسیته در نمونه‌ای که با زئین و نانوگرافن پوشش داده شده، مشاهده می‌شود. اختلاف بین بیشترین و کمترین میزان دانسیته 5/14 درصد است. همچنین، بیشترین صافی سطح در کاغذ پوشش‌دار با نانوگرافن و زئین ثبت شده است. اختلاف بین بیشترین و کمترین میزان صافی سطح 9/23 درصد است. برای شاخص مقاومت در برابر کشش و پاره شدن، اختلاف معنی‌داری در سطح ۵ درصد مشاهده نشد، اختلاف بین بیشترین و کمترین میزان شاخص مقاومت در برابر کشش و پاره شدن به ترتیب 5/15 و 4/26 درصد است. اما برای مقاومت در برابر ترکیدن، کمترین میزان به کاغذ پوشش‌داده‌شده با فلورین و زئین تعلق دارد. اختلاف بین بیشترین و کمترین میزان مقاومت در برابر ترکیدن 2/14 درصد است. در زمینه مقاومت به لهیدگی حلقوی نیز بیشترین مقاومت مربوط به کاغذ پوشش‌داده‌شده با زئین، فلورین و نانوگرافن است. اختلاف بین بیشترین و کمترین میزان مقاومت به لهیدگی حلقوی 1/16 درصد است.
نتیجه‌گیری: هدف از بسته‌بندی مواد غذایی افزایش طول عمر نگهداری و حفاظت از آن‌ها در برابر عوامل فساد است. کاغذ و مقوا به عنوان مواد بسته‌بندی دارای مزایا و معایب خاصی هستند، از جمله عدم مقاومت در برابر رطوبت. این تحقیق به بهبود ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی کاغذ کرافت لاینر بسته‌بندی میوه پرداخته و نشان داده است که پوشش‌دهی باعث افزایش ضخامت و کاهش جذب آب می‌شود. این پوشش‌ها با نفوذ به منافذ کاغذ، ممانعت از جذب آب را بهبود می‌بخشند. عوامل مختلفی بر نفوذپذیری نسبت به آب تأثیر دارد، از جمله ساختار کاغذ و نوع پوشش. استفاده از نانوگرافن و زئین موجب کاهش تخلخل کاغذ و بهبود ویژگی‌های مکانیکی آن می‌شود. در این تحقیق، پوشش‌دهی کاغذ با نانوگرافن و زئین به طور قابل توجهی خواص ممانعتی را افزایش داده و کیفیت کاغذ را بهبود می‌بخشد. همچنین، نتایج نشان می‌دهد که این ترکیبات می‌توانند به کاهش جذب آب و تخلخل کاغذ کمک کنند.

کلیدواژه‌ها

• لاینر قهوه‌ای
• پوشش
• معدنی
• نانوگرافن
• خواص کاغذ

موضوعات

• خمیر کاغذ و کاغذ