فرآیند تولید فیلم های بسته بندی مواد غذایی هوشمند از طریق نانو

فرایند تولید

محصولات مورد بررسی طرح حاضر تولید فیلمهای بسته بندی مواد غذایی هوشمند میباشد. این فیلمها که از طریق فن اوری نانو تولید می گردند از دنیای تولید و عرضه گسترده ای برخوردار میباشند و هر کدام از شرکت های فعال در این صنعت در حوزه مختلفی از آن فعالیت می نمایند. از این رو قبل از ورود به بررسی فرایند تولید این محصولات بهتر دیده شده است که نکاتی در مورد خصوصیات فنی این نوع فیلم ها ارائه گردد تا بواسطه آنها شرح و تفهیم فرایند تولید تسهیل گردد.

در برخی از فیلمهای بسته بندی هوشمند از نانوذرات نقره ای استفاده میگردد که این ذرات خاصیت ضد باکتریایی دارند. خاصیت این تکنولوژی آن است که مواد غذایی در این ظروف ۳-۴ برابر تازه تر می مانند.
در برخی فیلمها از لایه بسیار نازک نانوذرات رس چیزی شبیه شیشه ولی محکم تر را در سطح بسته ها به وجود می آورند و این لایه از خروج دی اکسید کربن داخل بسته ها و ورود اکسیژن جلوگیری می کند.
در برخی فیلمهای هوشمند از نانوحسگرهایی که قادر هستند با توجه به گازهایی که در اثر فساد ماده غذایی آزاد میشود تغییر رنگ داده و مشتری را آگاه کند، استفاده می گردد.
در برخی فیلمهای هوشمند که در واقع نوعی کیسه های پلاستیکی می باشند، پوشش سطحی فوق نازک از نانو ذرات سیلیکات ایجاد می کنند که این پوشش سبک ومحکم است و مقاومت بیشتری نسبت به گرما دارد. هدف اصلی آن جلوگیری از خشک شدن ماده غذایی و محافظت در برابر رطوبت و اکسیژن است.
در نوعی دیگر از فیلمهای بسته بندی های هوشمند از نانوحسگرهای قابل حمل استفاده شده است که در این وضعیت دیگر نیازی به فرستادن نمونه ها به آزمایشگاه نیست و خود بسته ماده غذایی میتواند باکتری ها را تشخیص بدهد. به این حسگر ها، حسگرهای Good Food می گویند.
در پلاستیکهای جدید نانوذرات به صورت زیگزاگ قرار گرفته اند و مانند سدی از عبور اکسیژن ممانعت می کنند. لذا با استفاده از نانوذرات، می توان فیلمهای آنتی باکتریال، مقاوم و سبک، با نفوذپذیری بخار آب، اکسیژن، باکتری، میکروب و همچنین قابل بازیافت و مقاوم در برابر دما ساخت.
در برخی از فیلم های بسته های هوشمند از پلاستیک های خاصاستفاده می گردد که این پلاستیکها ویژگی های خاصی از جمله ایجاد مانع بهتر برای جریان اکسیژن و دی اکسید کربن دارند که منجر به افزایش زمان نگهداری محصولات نانوکامپوزیت پلاستیک مقاوم می شود. هم چنین این پلاستیک ها از پخش بو جلوگیری کرده، مانع جذب طعم یا ویتامین های موجود در غذا به وسیله بسته بندی می شوند. به طور کلی طراحی مولکولی این پلاستیک ها به گونه ای است که مقاومتت محصولات در برابر آتش و ثبات ساختار آنها را در برابر حرارت بهبود می بخشد. به عنوان مثال این مواد در سبد هایی برای جوشاندن مواد غذایی و بسته بندی هایی برای استفاده در مایکروویو کاربرد دارد. نانو کامپوزیت های پلاستیکی در بسته بندی های جدید مواد غذایی نیز قابل استفاده هستند.

افشانه تشخیص دهنده نانوبیولومینسانس یکی دیگر از پیشرفت های بوجود آمده در این صنعت است.این پلاستیک ها که شامل پروتئین لومینسانت سطح میکروب هایی ماننده salmonella و e.coli را پوشانده، و از خود نوری ساطع می کند و به این روش فساد مواد غذایی تشخیص داده می شود.
به طوریکه مشاهده می گردد، گستره صنعت تولید فیلم های بسته بندی های هوشمند از سطح بالایی برخوردار می باشد و لذا در حالت کلی فعالان این صنعت را می توان در دو گروه عمده طبقه بندی کرد.

گروه اول: تولید کنندگان پایه

این گروه از تولید کنندگان اقدام به تولید پلیمرها و مواد اولیه مورد استفاده در ساخت بسته بندی هوشمند می نمایند. از محصولات تولید این گروه می توان به پلیمرهای محتوی نانوذرات، تولید پوشش های ۳ قابل اعمال روی شیت بسته بندی ها، تولید نانو حس گرها دما رطوبت زمان و غیره، تولید نانوذرات تشخیص دهنده برخی پارامترهای مطرح در صنعت غذا مانند میکروب ها و میکروارگانیسم های فساد میکروبی و شیمیایی غذا و غیره اشاره کرد.

گروه دوم: تولید کنندگان فیلم و ظروف بسته بندی

این گروه از تولید کنندگان با استفاده از مواد پلیمری تولید شده توسط گروه اول اقدام به تولید فیلم و ظروف بسته بندی نموده و آن را در اختیار مصرف کنندگان نهایی قرار می دهند.
شکل زیر به منظور شفاف سازی موضوع ارائه شده است.

در شکل بالا و همچنین شرح ارائه شده در قسمت های گذشته گروه های مرتبط با تولید محصولات هوشمند ارائه گردید. در اینجا وضعیت هر کدام از گروه های فوق از نظر سطح تکنولوژی و حجم سرمایه گذاری مورد نیاز ارائه شده است.

در طرح حاضر به دلایل زیر اجرای طرح در قالب گروه اول انتخاب شده است.
هر چند که هنوز تولید و عرضه فیلم و ظروف بسته بندی هوشمند در ایران عمومیت پیدا نکرده است ولی انتظار می رود که با توجه بر خصوصیات بارز ان، این تکنولوزی و تولید در ایران مرسوم گردد با عنایت بر جوان بودن صنعت بسته بندی هوشمند در کشور به نظر می رسد که بکارگیری سرمایه گذاری بالا در این صنعت و تولید محصولات هوشمند از اقبال بازار خوبی برخوردار گردد.
با توجه بر اینکه دانش فنی تولید در اختیار شرکت های ژاپنی، کره جنوبی و برخی کشورهای اروپایی قرار دارد، لذا به نظر می رسد که امکان تامین آن وجود دارد

با توجه بر مطالب ذکر شده، فرایند تولید منتخب به صورت زیر قابل تعریف می باشد.

گام اول: تولید گرانول هوشمند

در این مرحله گرانول هوشمند بسته بندی با استفاده از گرانول های پی وی سی، پت و سلفون و از طریق فن آوری نانو تکنولوزی تبدیل به گرانول هوشمند می گردد.

گام دوم: تولید فیلم و ظروف با استفاده از گرانول هوشمند تولید شده

در این مرحله با استفاده از گرانول هوشمند تولید شده در مرحله اول، فیلم و ظروف بسته بندی هوشمند تولید میگردد.

تعیین نقاط قوت و ضعف تکنولوژیهای مرسوم در فرایند تولید محصول

تکنولوژی تولید معرفی شده در اینجا از کشورهای مطرح جهان انتخاب و ارائه گردیده است. هم چنین با بررسی های انجام شده نتیجه گیری شده است که در حال حاضر برای تولید محصولات طرح صرفا اًز تکنولوژی و فرایند تولید معرفی شده استفاده میگردد. از این رو با توجه بر همسان بودن تکنولوژی مورد استفاده، نقاط قوت و ضعف خاصی نیز برای آن نمی توان عنوان کرد و همان طوری که ذکر گردید توان فنی و مهندسی واحد تولید کننده و همچنین دقت و کیفیت ماشین الات مورد استفاده اصلی ترین نقش را در تولید محصول مرغوب ایفاء می نماید.

خلاصه بررسی اقتصادی طرح تولید نانو پلیمر بسته بندی مواد غذایی
ظرفیت اسمی تولید سالیانه : ۱۲۰۰۰ تن
مساحت زمین موردنیاز : ۵۰۰۰ متر مربع
زیربنای ساختمان ها : ۲۸۰۰ متر مربع
تعداد نیروی انسانی مورد نیاز :۳۵ نفر
میزان سرمایه گذاری ثابت : ۳۲۲۰۰۰ میلیون ریال
میزان سرمایه گذاری در گردش : ۳۸۰۰۰ میلیون ریال
میزان سرمایه گذاری کل : ۳۶۰۰۰۰ میلیون ریال
ارزش ماشین آلات و تجهیزات : ۲۸۰۰۰۰ میلیون ریال
نرخ بازگشت داخلی : ۳۵ درصد