फलों और सब्जियों के संरक्षण में पीवीपी द्वारा निर्मित सुरक्षात्मक फिल्म के लिए इष्टतम सांद्रता क्या है?

PVP फिल्म की मोटाई और फलों एवं सब्जियों के संरक्षण प्रभाव के लिए "जितनी मोटी फिल्म, उतना बेहतर" नहीं है, बल्कि एक "उचित मोटाई सीमा" होती है - मोटाई को "भौतिक अवरोध गुणों" और "फिल्म पारगम्यता" के बीच संतुलन बनाने की आवश्यकता होती है। न तो बहुत पतली और न ही बहुत मोटी फिल्में संरक्षण प्रभाव को कमजोर कर देती हैं और यहाँ तक कि नकारात्मक समस्याएँ भी पैदा कर सकती हैं। विशिष्ट संबंध को तीन आयामों: "बहुत पतली, उचित और बहुत मोटी" से विश्लेषण किया जा सकता है, और मुख्य तर्क को फलों एवं सब्जियों की विशेषताओं और अनुप्रयोग परिदृश्यों के संयोजन के साथ समझाया जा सकता है:

I. मुख्य सिद्धांत: मोटाई को "अवरोध गुण" और "श्वसनशीलता" के बीच संतुलन बनाना चाहिए

पीवीपी फिल्म संरक्षण का सार "मध्यम संरक्षण" है: इसे एक सघन संरचना के माध्यम से जल हानि और बाहरी ऑक्सीजन के प्रवेश को रोकने की आवश्यकता होती है (वाष्पीकरण, श्वसन और ऑक्सीकरण को देरी करना), साथ ही साथ वायु पारगम्यता की एक निश्चित डिग्री बनाए रखना भी आवश्यक होता है (फलों और सब्जियों को सामान्य रूप से कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ने की अनुमति देना और अवायवीय श्वसन से बचना)। इसलिए, "उचित मोटाई" इस संतुलन को प्राप्त करने की मुख्य कुंजी है, जो आमतौर पर माइक्रोमीटर (μm) सीमा के अनुरूप होती है (विशिष्ट मान फल और सब्जी के प्रकार के आधार पर भिन्न होता है, आमतौर पर 1 से 5μm के बीच)।

द्वितीय। विभिन्न मोटाई अंतरालों का संरक्षण प्रभाव पर प्रभाव

1. फिल्म बहुत पतली है (आमतौर पर < 1μm, या फिल्म परत असतत है): संरक्षण प्रभाव स्पष्ट रूप से अपर्याप्त होता है

जब पीवीपी झिल्ली की मोटाई एक "निरंतर सघन झिल्ली" के महत्वपूर्ण मान तक नहीं पहुँचती है, तो झिल्ली की संरचना में छिद्र, दरारें या स्थानीय कमियाँ आने की संभावना रहती है, जिससे कोर संरक्षण कार्य में विफलता आ सकती है। विशेष रूप से, इसके निम्नलिखित लक्षण हैं:

· कमजोर अवरोधक गुण, जल और ऑक्सीजन के प्रवेश की संभावना:

फिल्म के छिद्रों के कारण फलों और सब्जियों की आंतरिक नमी तेजी से वाष्पित हो जाती है (उदाहरण के लिए, 1-2 दिनों के भीतर खीरा और लेट्यूस मुरझा जाते हैं), जबकि बाहरी ऑक्सीजन की बड़ी मात्रा प्रवेश करती है, जो श्वसन को तेज करती है (शर्करा की खपत और फीके स्वाद का कारण बनती है) और ऑक्सीकरण अभिक्रियाओं को तेज करती है (विटामिन सी की कमी और त्वचा का भूरापन, जैसे कटे सेब का त्वरित रंग परिवर्तन), जिससे सीमा तक जीवनकाल काफी कम हो जाता है।

फिल्म की चिपकने की क्षमता कमजोर है और यह अलग होने और विफलता के लिए संवेदनशील है।

जब फिल्म बहुत पतली होती है, तो फलों और सब्जियों की त्वचा के साथ बंधन क्षेत्र कम होता है, और हाइड्रोजन बंध प्रभाव कमजोर होता है। परिवहन के दौरान, धोने या फलों और सब्जियों के स्वयं के हल्के फैलाव और सिकुड़न (जैसे भंडारण के दौरान तापमान में उतार-चढ़ाव के कारण त्वचा का विकृत होना), फिल्म टूटने और गिरने के लिए प्रवण होती है, जिससे उसका लगातार संरक्षण कार्य समाप्त हो जाता है।

पत्तेदार सब्जियों (जैसे लेट्यूस) के लिए, यदि फिल्म की मोटाई 0.8μm से कम है, तो 3 दिन के भंडारण के बाद वजन हानि दर 15% से अधिक तक पहुंच सकती है (अउपचारित समूह में लगभग 20% और उपयुक्त मोटाई वाले समूह में केवल 8%), और संरक्षण लाभ स्पष्ट नहीं होता है।

2. उपयुक्त फिल्म की मोटाई (आमतौर पर 1-5μm, निरंतर, सघन और नियंत्रित श्वसनशीलता): संरक्षण प्रभाव को अधिकतम करता है

इस मोटाई सीमा में PVP फिल्म एक साथ "प्रभावी अवरोध" और "सुरक्षित श्वसनशीलता" की आवश्यकताओं को पूरा कर सकती है, जो संरक्षण प्रभाव की इष्टतम स्थिति है। इसके विशिष्ट लाभों में शामिल हैं:

· फलों और सब्जियों की कुरकुरापन और रसदारता बनाए रखने के लिए अत्यधिक दक्ष जल धारण:

लगातार और सघन फिल्म जल वाष्पीकरण की दर को काफी कम कर सकती है। उदाहरण के लिए, 2μm मोटी PVP फिल्म से उपचारित नावल नारंगी 20 दिनों के भंडारण के बाद केवल 5% से 8% की वजन हानि दर्ज करती है (अनुपचारित समूह के लिए 15% से 20%) और लंबे समय तक फूली हुई छिलका और रसदार गूदा बनाए रख सकती है।

· श्वसन और ऑक्सीकरण को देरी करने के लिए मध्यम ऑक्सीजन अलगाव:

फिल्म परत एपिडर्मिस के आसपास ऑक्सीजन की सांद्रता को कम कर सकती है (हवा में 21% से घटाकर 5%-10% तक), जिससे श्वसन द्वारा चीनी और कार्बनिक अम्लों की खपत धीमी हो जाती है (उदाहरण के लिए, भंडारण के बाद भी टमाटर में खट्टा-मीठा स्वाद बना रहता है), इसके अलावा विटामिन सी और कैरोटीनॉइड्स के ऑक्सीकरण से होने वाली हानि भी कम होती है (उदाहरण के लिए, हरी मिर्च में विटामिन सी का संधारण दर अनुपचारित समूह की तुलना में 15%-25% अधिक होता है)।

· श्वसनशील और नियंत्रित, अवायवीय श्वसन के जोखिम से बचाव:

हालांकि माइक्रॉन-आकार की झिल्ली सघन होती है, फिर भी इसमें नाभिकीय छिद्र (या PVP आण्विक श्रृंखला में सूक्ष्म अंतराल) होते हैं, जो फलों और सब्जियों के श्वसन द्वारा उत्पादित कार्बन डाइऑक्साइड को धीरे-धीरे बाहर निकलने देते हैं, जिससे "पूर्ण सील" के कारण अवायवीय श्वसन से बचा जा सके (जिससे एल्कोहॉल और एसीटेल्डिहाइड उत्पन्न होते हैं, जिससे फलों और सब्जियों में अप्रिय गंध आती है और फल का गूदा सड़ने लगता है। उदाहरण के लिए, स्ट्रॉबेरी में अवायवीय श्वसन से "शराब जैसी" गंध आ सकती है और फफूंदी के बढ़ने की गति तेज हो सकती है)।

3μm मोटाई की PVP फिल्म के साथ सेब के उपचार के बाद, 30 दिनों के भंडारण के बाद उनकी कठोरता धारण दर 80% तक पहुंच गई (अनुपचारित समूह में केवल 60%), और उनमें एल्कोहॉल का स्वाद नहीं था, जिससे उनकी बनावट ताजा तोड़े गए सेब के करीब रही।

3. अत्यधिक फिल्म की मोटाई (आमतौर पर > 5μm, या फिल्म परत का जमाव): संरक्षण प्रभाव कम हो जाता है, और इससे गुणवत्ता में गिरावट भी हो सकती है

जब पीवीपी फिल्म की मोटाई उचित सीमा से अधिक हो जाती है, तो फिल्म की "वायु पारगम्यता दोष" मुख्य विरोधाभास बन जाता है और इसके बजाय फलों और सब्जियों की गुणवत्ता को नुकसान पहुँचाता है। विशिष्ट समस्याओं में शामिल हैं:

· वायु पारगम्यता में अचानक गिरावट, अवायवीय श्वसन को प्रेरित करना:

फिल्म की अत्यधिक मोटाई वेंटिलेशन चैनलों को महत्वपूर्ण रूप से अवरुद्ध कर देगी, जिससे ऑक्सीजन के प्रवेश और कार्बन डाइऑक्साइड के निकलने में कठिनाई होगी। परिणामस्वरूप, फलों और सब्जियों के अंदर "कम ऑक्सीजन और अधिक कार्बन डाइऑक्साइड" का वातावरण बन जाता है, जिससे अवायवीय श्वसन शुरू हो जाता है। उदाहरण के लिए, अगर स्ट्रॉबेरी की फिल्म की मोटाई 6μm से अधिक है, तो 5 दिन के भंडारण के बाद अवायवीय श्वसन उत्पादों (एल्कोहल) की मात्रा 0.3% से अधिक तक पहुँच सकती है (उचित मोटाई वाले समूह में 0.1% से कम), जिसमें स्पष्ट शराब जैसी गंध, मुलायम गूदा और सड़न की दर में वृद्धि होती है।

फिल्म परत का भौतिक बनावट स्पष्ट रूप से दिखाई देता है, जो खाने के अनुभव को प्रभावित करता है:

PVP फिल्म की अत्यधिक मोटाई (विशेष रूप से जब यह 8μm से अधिक हो) फलों और सब्जियों की सतह पर हल्की "चिपचिपी" या "मोम जैसी" बनावट पैदा कर सकती है (हालाँकि PVP स्वयं गंधरहित होता है, लेकिन जब मोटाई जमा हो जाती है तो इसे स्पर्श द्वारा महसूस किया जा सकता है), जो फलों और सब्जियों की मूल त्वचा की बनावट (जैसे साइट्रस फलों की चिकनी त्वचा और सेब की कुरकुरी त्वचा का अनुभव) को नष्ट कर देती है।

· लागत में वृद्धि + कम सुखाने की दक्षता, व्यावहारिकता की कमी:

मोटी फिल्मों के लिए अधिक PVP कच्चे माल की आवश्यकता होती है (जब फिल्म की मोटाई दोगुनी हो जाती है, तो PVP के उपयोग में लगभग 1.8 से 2.2 गुना वृद्धि होती है), और सुखाने का समय काफी बढ़ जाता है (उदाहरण के लिए, डुबोकर बनाई गई 5μm की फिल्म को सुखाने में 2 से 3 घंटे लगते हैं, और 10μm की फिल्म को 5 से 6 घंटे लगते हैं), जिससे उत्पादन समय और लागत बढ़ जाती है। इसी समय, लंबे समय तक सुखाने से फलों और सब्जियों को अपनी नमी खोने का खतरा रहता है (जो बदले में फिल्म के जल-अवरोधक प्रभाव को कम कर देता है)।

जब आड़ू को 8μm मोटी PVP फिल्म के साथ उपचारित किया गया और 10 दिनों तक भंडारित किया गया, तो सड़न की दर 20% तक पहुँच गई (उचित मोटाई वाले समूह में केवल 5%) और त्वचा में स्पष्ट चिपचिपाहट महसूस हुई, जिससे उपभोक्ता स्वीकृति में गिरावट आई।

III. "उचित मोटाई" को प्रभावित करने वाले प्रमुख कारक (गतिशील समायोजन आवश्यक)

PVP फिल्म की "उचित मोटाई" एक निश्चित मान नहीं है और इसे फलों तथा सब्जियों की विशेषताओं और अनुप्रयोग प्रक्रिया के अनुसार समायोजित करने की आवश्यकता होती है। मुख्य प्रभावित करने वाले कारकों में शामिल हैं:

1. फल और सब्जियों की त्वचा की विशेषताएं:

मोटी त्वचा और छोटे रंध्रों वाले फल और सब्जियां (जैसे सेब और साइट्रस फल): वे थोड़ी मोटी फिल्म (3-5μm) को सहन कर सकते हैं। चूंकि त्वचा की वायु पारगम्यता स्वयं में कमजोर होती है, इसलिए मोटी फिल्म समग्र वायु पारगम्यता को अत्यधिक प्रभावित नहीं करेगी।

पतली त्वचा, बड़े रंध्रों या रोएँदार (जैसे स्ट्रॉबेरी और आड़ू) वाले फलों और सब्जियों के लिए: रंध्रों को अवरुद्ध होने या रोएँ दबने से त्वचा को हानि पहुँचने और सड़न फैलने को रोकने के लिए पतली फिल्म (1-2μm) की आवश्यकता होती है।

2. आवेदन प्रक्रिया:

o डुबोने की विधि: फिल्म की मोटाई को सटीक रूप से नियंत्रित करना कठिन होता है। अत्यधिक लंबे डुबोने के समय (जैसे > 10 मिनट) या अत्यधिक उच्च PVP सांद्रता (जैसे > 0.5%) के कारण फिल्म बहुत मोटी हो सकती है। समायोजन 5-8 मिनट तक डुबोने के समय को कम करके या सांद्रता को घटाकर (0.1-0.3%) करने की आवश्यकता होती है।

o छिड़काव विधि (जैसे अल्ट्रासोनिक छिड़काव): छिड़काव दबाव (0.2-0.4MPa) और नोजल की दूरी (15-20cm) को विनियमित करके फिल्म की मोटाई को सटीक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है, जिससे 1-3μm की उचित सीमा प्राप्त करना आसान हो जाता है।

3. भंडारण वातावरण:

उच्च तापमान और उच्च आर्द्रता वाले वातावरण में (जैसे गर्मियों में सामान्य तापमान पर भंडारण): कार्बन डाइऑक्साइड के जमाव को रोकने और वायु पारगम्यता बढ़ाने के लिए थोड़ी पतली फिल्म (1-2μm) की आवश्यकता होती है।

कम तापमान और कम आर्द्रता वाले वातावरण में (जैसे 0-4℃ पर ठंडी श्रृंखला भंडारण): इसे थोड़ा मोटा (3-4μm) रखा जा सकता है, क्योंकि कम तापमान ने श्वसन दर को धीमा कर दिया है, और मोटी फिल्म पानी को बेहतर ढंग से बनाए रख सकती है (कम आर्द्रता वाले वातावरण में पानी की हानि तेजी से होती है)।

च. व्यावहारिक अनुप्रयोगों में "उचित मोटाई" को कैसे नियंत्रित करें

1. पीवीपी सांद्रता और प्रक्रिया पैरामीटर्स की संयुक्त क्रिया के माध्यम से समायोजित करें:

O की सांद्रता आधार है: 0.1% -0.4% PVP विलयन (पहले उल्लिखित इष्टतम सांद्रता के अनुरूप), जो पारंपरिक निर्मग्न (5-8 मिनट) या स्प्रे (दबाव 0.3MPa) के साथ संयोजित किया जाता है, आमतौर पर 1-3μm की उचित फिल्म मोटाई बना सकता है। यदि मोटी परत (जैसे साइट्रस) की आवश्यकता होती है, तो सांद्रता को 0.3%-0.5% तक बढ़ाया जा सकता है, लेकिन साथ ही भिगोने के समय को कम करना चाहिए।

2. जांच विधियों के माध्यम से मोटाई की पुष्टि करें

उद्योग में, "फिल्म मोटाई मापक" (जैसे लेजर मोटाई मापक) का उपयोग आमतौर पर सीधे फिल्म की मोटाई को मापने के लिए किया जाता है, या "भार हानि दर पूर्व-प्रयोगों" के माध्यम से अप्रत्यक्ष रूप से निर्धारित किया जाता है - यदि भंडारण के दौरान प्रारंभिक भार हानि दर प्रति दिन 1% से कम है और अवायवीय श्वसन के कोई लक्षण नहीं हैं (एल्कोहल की गंध नहीं), तो मोटाई मूल रूप से उचित है।

3. विशिष्ट फलों और सब्जियों के लिए प्रवणता परीक्षण करें:

नए फल और सब्जी किस्मों (जैसे ब्लूबेरी और चेरी) के लिए, पहले 1μm, 2μm और 3μm की तीन मोटाई प्रवणता का परीक्षण किया जाना चाहिए। 7 से 10 दिनों के भीतर वजन हानि दर, श्वसन तीव्रता और सड़न दर की निगरानी की जानी चाहिए, और सर्वश्रेष्ठ समग्र संकेतक वाली मोटाई का चयन किया जाना चाहिए।

सारांश

PVP फिल्म निर्माण की मोटाई और फल-सब्जियों के संरक्षण प्रभाव के बीच मुख्य संबंध "अवरोध और वायु पारगम्यता का संतुलन" है:

· बहुत पतली → अवरोध विफलता, छोटी शेल्फ जीवन;

· उपयुक्त (1-5μm) → इसमें जल धारण, ऑक्सीजन अलगाव और वेंटिलेशन का संयोजन होता है, जो संरक्षण प्रभाव को अधिकतम करता है;

· अत्यधिक मोटाई → अपर्याप्त वायु पारगम्यता, अवायवीय श्वसन को उकसाती है और गुणवत्ता खराब करती है।

व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, फलों और सब्जियों के प्रकार, प्रक्रिया और भंडारण वातावरण को जोड़ना आवश्यक है, और "सांद्रता + प्रक्रिया" के माध्यम से मोटाई को नियंत्रित करना चाहिए, तथा पूर्व-प्रयोगों द्वारा इसकी पुष्टि करनी चाहिए, ताकि सर्वोत्तम संरक्षण प्रभाव प्राप्त किया जा सके।