مُستَخلِص الأكسجين
تُضاف مواد امتصاص الأكسجين إلى العبوات المغلقة للمساعدة في إزالة الأكسجين أو تقليل مستواه داخلها. وتُستخدم هذه المواد للحفاظ على سلامة المنتج وإطالة مدة صلاحيته . [ 1 ] تتوفر أنواع عديدة من مواد امتصاص الأكسجين لتغطية نطاق واسع من التطبيقات. [ 2 ] [ 3 ]
تختلف مكونات ممتص الأكسجين باختلاف الاستخدام المقصود، ونشاط الماء للمنتج المراد حفظه، وعوامل أخرى. غالبًا ما يُغلّف ممتص الأكسجين أو ما يُعرف بـ"الكاسح" في كيس أو عبوة مسامية، ولكنه قد يكون أيضًا جزءًا من أغلفة وهياكل التغليف. [ 4 ] بينما تُشكّل أنواع أخرى جزءًا من بنية بوليمرية. [ 5 ]
تُضاف المواد الكيميائية الماصة للأكسجين بشكل شائع إلى مياه تغذية الغلايات المستخدمة في أنظمة الغلايات، وذلك للحد من تآكل المكونات داخل النظام. [ 6 ]
الآلية
استخدمت أول براءة اختراع لمادة ماصة للأكسجين محلولاً قلوياً من حمض البيروجاليك في وعاء محكم الإغلاق. [ 7 ] [ 8 ]
تستخدم أكياس التنظيف الحديثة مزيجًا من مسحوق الحديد وكلوريد الصوديوم . [ 8 ] غالبًا ما يتم تضمين الكربون المنشط أيضًا لأنه يمتص بعض الغازات الأخرى والعديد من الجزيئات العضوية، مما يزيد من حفظ المنتجات وإزالة الروائح.
عند إخراج ماصّ الأكسجين من غلافه الواقي، تبدأ الرطوبة الموجودة في الجو المحيط بالتغلغل إلى جزيئات الحديد داخل الكيس . تعمل الرطوبة على تنشيط الحديد، فيتأكسد مكونًا أكسيد الحديد . عادةً، يتطلب الأمر رطوبة نسبية لا تقل عن 65% في الجو المحيط قبل بدء عملية الصدأ. وللمساعدة في عملية الأكسدة، يُضاف كلوريد الصوديوم إلى المزيج، حيث يعمل كمحفز أو منشط، مما يسمح لأكسيد مسحوق الحديد بالتأكسد حتى في ظل رطوبة منخفضة نسبيًا. ومع استهلاك الأكسجين لتكوين أكسيد الحديد، ينخفض مستوى الأكسجين في الجو المحيط. قد تُخفّض تقنية الامتصاص من هذا النوع مستوى الأكسجين في الجو المحيط إلى أقل من 0.01%. [ 2 ] [ 3 ] يمكن للأكسدة الكاملة لغرام واحد من الحديد إزالة 300 سم³ من الأكسجين في الظروف القياسية. على الرغم من وجود تقنيات أخرى قادرة على إزالة كميات أكبر، إلا أن الحديد يُعدّ الأكثر فائدة لأنه لا يُصدر روائح كريهة مثل مركبات الكبريت، ولا يُسبب التخميل مثل مركبات الألومنيوم . العديد من البدائل الأخرى غير آمنة للاستخدام مع الطعام. [ 8 ] كما أن اعتماد المواد المُزيلة للرواسب القائمة على الحديد على الرطوبة يجعلها غير فعّالة في التطبيقات الحساسة للرطوبة.
يتأثر أداء مواد امتصاص الأكسجين بدرجة الحرارة المحيطة والرطوبة النسبية. [ 9 ] قد تستخدم تقنيات التغليف الحديثة بوليمرات ماصة للأكسجين لمنع ابتلاعها عن طريق الخطأ. [ 8 ]
ماصات الأكسجين غير الحديدية
بينما تحتوي معظم مواد إزالة الأكسجين القياسية على كربونات الحديدوز ومحفز هاليد معدني ، إلا أن هناك العديد من الأنواع غير الحديدية، مثل الأسكوربات مع بيكربونات الصوديوم ، من بين أنواع أخرى متاحة. [ 10 ]
تشمل الأسباب النموذجية لاستخدام نوع غير حديدي تغليف المنتجات المخصصة للشحن الدولي حيث يمثل الكشف عن المعادن مشكلة؛ والرغبة في تقليل الرائحة المرتبطة بكربونات الحديدوز؛ أو المنتجات الغذائية التي يجب تجنب ملامستها للحديد. [ 11 ]
يُستخدم حمض الأسكوربيك غالبًا لاستخلاص الأكسجين من أجل توليد بيئات لاهوائية لعلم الأحياء الدقيقة . [ 12 ] [ 13 ]
فوائد أجهزة امتصاص الأكسجين
- يساعد على الحفاظ على نكهة القهوة والمكسرات المحمصة الطازجة
- يمنع أكسدة الراتنجات الزيتية الموجودة في التوابل نفسها وفي الأطعمة المتبلة
- يمنع أكسدة الفيتامينات أ، ج، وهـ
- يطيل عمر الأدوية
- يمنع نمو العفن في الأجبان الطبيعية ومنتجات الألبان المخمرة الأخرى
- يؤخر اسمرار الفواكه وبعض الخضراوات غير الإنزيمي
- يمنع أكسدة وتكثيف الصبغة الحمراء في معظم أنواع التوت والصلصات.
- يساهم نقص الأكسجين في توفير بيئة خالية من الآفات في المتاحف
يمكن لتقنية إزالة الأكسجين أن تقلل بسرعة مستويات الأكسجين في الحاويات المغلقة إلى أقل من 0.01%.
الاستخدامات النموذجية
|
|
أكياس صغيرة
توفر الأكياس البلاستيكية حماية أكبر من الأكياس الورقية لأنها ليست عرضة للتفكك في المنتجات ذات المحتوى العالي من الدهون.
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ ميلتز، ج.؛ بيري، م. (2005). "تقييم أداء مواد امتصاص الأكسجين القائمة على الحديد، مع تعليقات على تطبيقاتها المثلى". تكنولوجيا وعلوم التغليف . 18 : 21-27 . doi : 10.1002/pts.671 . S2CID 97578421 .
- 1 2 تيواري، جي؛ جاياس، دي إس؛ جيريميا، إل إي؛ هولي، آر إيه (2002). "حركية امتصاص مُزيلات الأكسجين". المجلة الدولية لعلوم وتكنولوجيا الأغذية . 37 (2): 209-217 . doi : 10.1046/j.1365-2621.2002.00558.x .
- 1 2 ماكدونالد، جيمسون. "حقائق عن ماصات الأكسجين" (ملف PDF) . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 2 ديسمبر 2020. تم الاطلاع عليه في 3 ديسمبر 2013 .
- ↑ فيراري، إم سي؛ إس. كارانزا؛ آر تي بونيكازيا؛ كيه كيه تونغا؛ بي دي فريمانا؛ دي آر باولا (2009). "نمذجة امتصاص الأكسجين لتحسين أداء الحاجز: أغشية المزج" (ملف PDF) . مجلة علوم الأغشية . 329 ( 1-2 ): 183-192 . doi : 10.1016/j.memsci.2008.12.030 . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 27 سبتمبر 2013. تم الاطلاع عليه في 20 سبتمبر 2013 .
- ↑ US 5660761 ، كاتسوموتو، كيوشي، "طبقة امتصاص الأكسجين تتكون من مركب قابل للأكسدة، طبقة ثانية منفصلة تتكون من عامل حفاز للأكسدة"، نُشر في 26 أغسطس 1997
- ↑ شوكري، أ . (2023). "المبادئ والتحديات التشغيلية والآفاق في عملية معالجة مياه تغذية الغلايات" . التقدم البيئي . 48. Bibcode : 2023EnvAd..1300389S . doi : 10.1016/j.envadv.2023.100389 . تاريخ الاسترجاع: 14 أكتوبر 2023 .
- ↑ US 96871 ، فيرجيل دبليو بلانشارد، "تحسين في حفظ الفواكه واللحوم والمواد الأخرى".
- 1 2 3 4 يام، ك. ل.، محرر. (2009). موسوعة تكنولوجيا التغليف . جون وايلي وأولاده. ص 842-850 . ISBN 9780470087046.
- ↑ براغا، إل آر؛ سارانتوبولوس، سي آي جي إل؛ بيريز، إل؛ براغا، جيه دبليو بي (2010). "تقييم حركية امتصاص أكياس مزيلات الأكسجين باستخدام منهجية سطح الاستجابة". تكنولوجيا وعلوم التغليف . 23 (6): 351-361 . doi : 10.1002/pts.905 . S2CID 96850090 .
- ↑ كيري، جوزيف؛ بتلر، بول (23 مايو 2008). تقنيات التغليف الذكية للسلع الاستهلاكية سريعة التداول . وايلي وأولاده. ص 1.
- ↑ برودي، آرون ل.؛ ستروبينسكي، إي بي؛ كلاين، لوري ر. (8 يونيو 2001). التغليف النشط لتطبيقات الأغذية . مطبعة سي آر سي. ص 20.
- ↑ ديف، راجيف آي؛ شاه، ناجندرا ب (1996-10-19). "فعالية حمض الأسكوربيك كعامل مضاد للأكسدة في تحسين حيوية البكتيريا البروبيوتيكية في الزبادي المصنوع باستخدام بادئات تجارية". المجلة الدولية للألبان . 7 ( 6-7 ): 435-443 . doi : 10.1016/S0958-6946(97)00026-5 .
- ↑ نيكي، إي (1991). "تأثير حمض الأسكوربيك ككاسح للجذور الحرة النشطة والمستقرة للأكسجين" . المجلة الأمريكية للتغذية السريرية . 54 (6 ملحق): 1119S– 1124S. doi : 10.1093/ajcn/54.6.1119s . PMID 1962557 .
- التغليف
- المضافات الغذائية
- حفظ الأغذية
- الأكسجين