مخلوط گازی کربن دی اکسید در نیتروژن برای بسته بندی

مخلوط گازی کربن دی‌اکسید در نیتروژن یکی از پرکاربردترین ترکیبات در بسته‌بندی مواد غذایی به روش اتمسفر اصلاح‌شده (MAP) است. سپهر گاز کاویان تولید کننده و تامین کننده گازهای خالص وترکیبی دارای گواهینامه ISO17025 و آزمایشگاه مرجع اداره استاندارد ایران می باشد و در حوزه کالیبراسیوننیز فعالیت دارد. جهت خرید گازهای خالص و ترکیبی یا انجام کالیبراسیون با کارشناسان ما تماس بگیرید.02146837072 – 09033158778

در صنایع غذایی مدرن، یکی از مهم‌ترین دغدغه‌ها افزایش ماندگاری محصولات بدون استفاده بیش از حد از مواد نگهدارنده شیمیایی است. به همین دلیل فناوری بسته‌بندی تحت اتمسفر اصلاح‌شده (Modified Atmosphere Packaging – MAP) به عنوان یک راهکار نوین معرفی شد. در این روش به جای پر کردن بسته‌ها با هوای معمولی، از مخلوط‌های گازی کنترل‌شده استفاده می‌شود. یکی از پرکاربردترین ترکیبات در این زمینه، مخلوط گازی کربن دی‌اکسید (CO2) در نیتروژن (N2) است که نقش کلیدی در جلوگیری از رشد میکروارگانیسم‌ها، کاهش فساد مواد غذایی و حفظ طعم و بافت اصلی دارد.

در این مقاله به طور جامع به معرفی این مخلوط گازی، ویژگی‌ها، کاربردها، استانداردها و مزایای آن در صنایع بسته‌بندی پرداخته می‌شود.

تعریف و ماهیت مخلوط گازی CO2/N2

کربن دی‌اکسید (CO2) گازی بی‌رنگ، بی‌بو، کمی اسیدی و محلول در آب است که خاصیت ضد میکروبی و ضد قارچی دارد. این گاز می‌تواند فعالیت‌های بیولوژیکی بسیاری از میکروارگانیسم‌ها را مهار کند.
نیتروژن (N2) گازی بی‌اثر، بی‌رنگ و بی‌بو است که به‌عنوان یک گاز خنثی عمل کرده و از واکنش‌های شیمیایی ناخواسته و اکسیداسیون مواد غذایی جلوگیری می‌کند.

ترکیب این دو گاز به شکل مخلوط‌های گازی با درصدهای مختلف، باعث ایجاد محیطی پایدار در بسته‌بندی مواد غذایی می‌شود. نسبت رایج در بسیاری از صنایع غذایی ۳۰٪ CO2 و ۷۰٪ N2 یا ۴۰٪ CO2 و ۶۰٪ N2 است؛ اما این ترکیب بسته به نوع محصول قابل تغییر است.

اهمیت استفاده از مخلوط گازی در بسته‌بندی

جلوگیری از رشد میکروبی: CO2 با حل شدن در رطوبت سطحی مواد غذایی خاصیت مهارکنندگی برای باکتری‌ها و کپک‌ها دارد.

افزایش ماندگاری: ترکیب CO2/N2 زمان فساد و تغییر رنگ محصولات را به تأخیر می‌اندازد.

جلوگیری از اکسیداسیون: نیتروژن جایگزین اکسیژن می‌شود و مانع از اکسید شدن چربی‌ها و تغییر مزه می‌گردد.

حفظ کیفیت و تازگی: محصولات تازه مانند گوشت، ماهی، لبنیات و نان، تازگی و بافت خود را بهتر حفظ می‌کنند.

کاهش ضایعات غذایی: افزایش ماندگاری، به کاهش هدررفت مواد غذایی در زنجیره توزیع کمک می‌کند.

ترکیب درصدهای مختلف مخلوط گازی CO2 و N2 در بسته‌بندی

انتخاب درصد مناسب از این مخلوط گازی کاملاً وابسته به نوع ماده غذایی است:

گوشت قرمز تازه: ۳۰-۴۰٪ CO2 + مابقی نیتروژن

گوشت مرغ و ماهی: ۴۰-۵۰٪ CO2 + مابقی نیتروژن

محصولات لبنی (پنیر، ماست بسته‌بندی شده): ۳۰-۴۰٪ CO2 + مابقی نیتروژن

نان و محصولات آردی: ۵۰-۶۰٪ CO2 + مابقی نیتروژن (برای جلوگیری از کپک‌زدگی)

سبزیجات تازه و سالاد آماده: نسبت‌های پایین‌تر CO2 (۱۰-۲۰٪) + نیتروژن بیشتر

مکانیسم عملکرد کربن دی‌اکسید در بسته‌بندی

کربن دی‌اکسید در رطوبت سطحی مواد غذایی حل می‌شود و باعث کاهش pH سطحی می‌گردد. این تغییر شرایط برای بسیاری از میکروارگانیسم‌ها نامناسب است و رشد آنها متوقف می‌شود. در عین حال، نیتروژن فضای باقی‌مانده بسته را پر کرده و مانع از تخریب ناشی از اکسیژن می‌شود.

مزایای اقتصادی و صنعتی

افزایش طول عمر محصولات بدون نیاز به افزودنی‌های شیمیایی زیاد

کاهش هزینه‌های توزیع به دلیل طولانی‌تر شدن تاریخ انقضا

افزایش اعتماد مشتری به دلیل کیفیت بالای محصول در زمان خرید

امکان صادرات محصولات غذایی تازه به مناطق دوردست

استانداردها و ایمنی در استفاده

مخلوط‌های گازی مورد استفاده در صنایع غذایی باید دارای گواهی‌های Food Grade باشند. استانداردهای مهم شامل:

ISO 22000 برای ایمنی مواد غذایی

EIGA & ISO 14175 برای خلوص گازها

استانداردهای ملی ایران (ISIRI) در زمینه گازهای خوراکی

این گازها باید عاری از ناخالصی‌های مضر مانند مونوکسید کربن، گوگرد یا رطوبت بیش از حد باشند.

فرآیند تولید و تامین مخلوط گازی CO2/N2

تولید این مخلوط به دو صورت انجام می‌شود:

مخلوط‌سازی مستقیم: تزریق CO2 و N2 با دبی کنترل‌شده توسط سیستم‌های مانیتورینگ

استفاده از سیلندرهای آماده مخلوط: تولید و پرشدن در کارخانه‌های گاز صنعتی مانند سپهر گاز کاویان

در هر دو حالت، دقت در درصد ترکیب اهمیت زیادی دارد و نیازمند تجهیزات کالیبره‌شده است.

آنالیز و کنترل کیفیت

برای اطمینان از کیفیت، مخلوط‌های گازی باید آنالیز شوند. روش‌های آنالیز شامل:

کروماتوگرافی گازی (GC) برای تعیین درصد دقیق CO2 و N2

آنالیز رطوبت برای کنترل سطح بخار آب

آزمون خلوص برای بررسی ناخالصی‌ها

مقایسه با سایر مخلوط‌های گازی در بسته‌بندی

اکسیژن + نیتروژن: برای حفظ رنگ گوشت قرمز تازه مناسب است اما ماندگاری کمتری دارد.

اکسیژن + CO2 + N2 (سه‌جزئی): در برخی محصولات مانند ساندویچ و سبزیجات تازه استفاده می‌شود.

خالص نیتروژن: بیشتر برای چیپس و تنقلات به کار می‌رود تا از خرد شدن جلوگیری کند.

در مقایسه، CO2/N2 ترکیب بهینه‌ای برای اکثر محصولات پروتئینی و لبنی است.

چالش‌ها و محدودیت‌ها

هزینه تجهیزات بسته‌بندی تحت اتمسفر اصلاح‌شده

نیاز به زنجیره سرد برای برخی محصولات

احتمال تغییر طعم در صورت استفاده بیش از حد CO2

نیاز به آموزش اپراتورها برای کنترل دقیق درصد گاز

آینده و نوآوری‌ها در استفاده از CO2/N2

توسعه فناوری‌های نانوتکنولوژی در بسته‌بندی برای بهبود نفوذناپذیری بسته‌ها

استفاده از سنسورهای هوشمند داخل بسته برای مانیتورینگ میزان گازها

ترکیب CO2/N2 با گازهای دیگر مانند هیدروژن یا آرگون برای کاربردهای خاص

جایگزینی مواد پلاستیکی با بسته‌بندی‌های زیست‌تجزیه‌پذیر سازگار با گازهای MAP

مخلوط گازی کربن دی‌اکسید در نیتروژن یکی از مهم‌ترین ترکیبات مورد استفاده در بسته‌بندی مواد غذایی مدرن است که با جلوگیری از رشد میکروبی، کاهش اکسیداسیون و افزایش ماندگاری، نقش بزرگی در حفظ کیفیت محصولات ایفا می‌کند. این فناوری علاوه بر کاهش ضایعات غذایی، ارزش اقتصادی بالایی برای تولیدکنندگان ایجاد می‌کند. رعایت استانداردهای خلوص و ایمنی در تأمین این مخلوط گازی اهمیت زیادی دارد و می‌تواند ضامن سلامت مصرف‌کنندگان و افزایش کیفیت صنایع غذایی باشد.